基于802.11a的FFT/IFFT处理器设计

设计了一种应用于802.11a的64点FFT/IFFT处理器.采用单蝶形4路并行结构,提出了4路并行无冲突地址产生方法,有效地提高了吞吐率,完成64点FFT/IFFT运算只需63个时钟周期.提出的RAM双乒乓结构实现了对输入和输出均为连续数据流的缓存处理.不仅能实现64点FFT和IFFT,而且位宽可以根据系统任意配置.为了提高数据运算的精度,设计采用了块浮点算法,实现了精度与资源的折中.16位位宽时,在HJTC 0.18μmCMOS工艺下综合,内核面积为:0.626 7 mm2,芯片面积为:1.35 mm×1.27 mm,最高工作频率可达300 MHz,功耗为126.17 mW.

基于无冲突地址生成的高性能FFT处理器设计

提出一种基于存储器交织架构的FFT处理器设计方法,并且针对基-8FFT提出一种无冲突地址生成算法,数据按帧进行操作。每个存储器均划分为8个独立的存储体,通过对循环移位寄存器译码,蝶式运算单元并行无冲突读写操作数,8通道输入数据进行并行的复数乘法运算。每级运算引入完全流水,减少了运算的时钟周期开销,同时推导出局部流水线设计必须满足的不等式条件。输入、输出存储器采用乒乓操作,按帧轮换,FFT运算连续输入、输出,采样频率与系统工作频率一致,具有很好的实时性,运算精度通过块浮点得到保证。该设计方法可以扩展至基-16FFT处理器设计。

基于IEEE 802.11a的OFDM基带处理器的FPGA设计与实现

设计了一种用于IEEE 802.11a的OFDM基带调制处理器。实现了IFFT、插入循环前缀、加窗及训练序列生成等模块的硬件设计。64点FFT/IFFT模块采用单碟形优化4路并行结构,提出了4路并行无冲突地址读写算法,有效地提高了数据吞吐率、减小了面积;采用多级流水线结构的基4蝶形单元,有效地减少了关键路径时延,其最高工作频率可达167 MHz,核心面积为0.58 mm2;整个基带调制系统最高工作频率可达100 MHz,在SMIC COMS 0.18μm工艺下内核面积为0.98 mm2,经硬件联合调试验证设计完全满足高精度、高速及实时处理要求。

混合基可重构FFT处理器的设计与实现

本文提出了一种新型混合基可重构FFT处理器,由支持基-2/3FFT的新型可重构蝶形单元和多路并行无冲突的存储器组成,实现了FFT过程中多路数据并行性和操作的连续性.本设计在TSMC28nm工艺下的最高频率为1.06GHz,同时在Xilinx的XC7V2000T FPGA芯片上搭建了混合基FFT处理器硬件测试系统.对混合基FFT处理器的FPGA硬件测试结果表明,本设计支持基-2、基-3和基-2/3混合模式FFT变换,且执行速度达到给定蝶乘器数量下的理论周期值,对单精度浮点数,混合基FFT处理器可提供10-5的结果精度.

一种无线局域网专用高性能FFT处理器设计

针对基8算法提出一种无冲突地址生成方法,设计了802.11a专用FFT处理器,整体采用流水处理,实现了一种高性能FFT硬件架构,各级RAM采用乒乓操作,每个RAM均由8个独立的SRAM存储体组成,通过对循环移位寄存器译码,蝶算单元并行无冲突读写RAM操作数,8通道输入数据并行处理,每级运算所需的时钟周期大幅度降低.FFT运算连续输入、输出,数据运算精度通过块浮点得到保证.整体具有高速、高精度的特征.本文提出的无冲突地址生成方法也可以扩展至高点数FFT的应用.

任意点存储器结构FFT处理器地址策略

提出一种针对任意点数运算的并行地址无冲突的存储器结构的FFT处理器.该方法利用高基底的分解方法减少整体计算时钟周期,以及小基底互联的多路延迟交换结构降低计算引擎的复杂度.该方法可以将存储器结构FFT处理器中的几个重要特性如连续帧处理模式,多点数计算和并行无地址冲突等特点集成在一起.另外,素因子FFT算法也被运用到该处理器当中用以降低乘法器个数和蝶形因子存储,以及满足任意点数的计算需求.设计了一种统一的基-2,3,4,5的Winograd算法的蝶形计算单元用以降低计算复杂度.实验仿真结果表明,本FFT处理器在122.88MHz工作频率下功耗只有40.8mW,非常适合LTE系统的应用.

基于CORDIC算法的高速可配置FFT的FPGA实现

论述了一种用于星载合成孔径雷达(SAR)星上数据实时自主处理系统中的高性能FFT的FPGA实现.采用CORDIC算法实现复数乘法,降低了系统的复杂性,提高了运算速度,并提出一种新型便捷的旋转因子产生方法,无需额外的ROM资源.采用块浮点的数据类型,有效避免了大点数FFT的溢出问题.运算点数可配置,能够实现64～32k点,实部、虚部均为16bit数据的FFT运算.整体设计采用16点并行流水结构,提出了适用于16通道并行读写的无冲突地址产生方法.最高工作频率可达118.89MHz,100MHz频率下,1024点FFT的计算时间仅为4.48μs,完全满足高速实时的运算要求.

任意2^k点存储器结构傅里叶处理器

针对任意,点数快速傳里叶变换（FFT）运算,设计并实现一种拥有并行地址无冲突策略的存储器结构FFT处理器.该策略可以支持原位回存,连续帧计算模式,可变多种点数和任意,长度的FFT运算.通过这种地址策略,FFT处理器所能达到的吞吐率由每一级抽取时的限制条件集合个数所决定.因此这种地址策略可以通过改变计算单元基底和调整计算单元并行度的方式可控地调整吞吐率.为了验证本地址策略的可行性,设计一款应用于长期演进（LTE）系统的128-2048点的可配置FFT处理器.处理器采用中芯国际55nmCMOS工艺实现,在122.88MHzX作频率下内核面积为0.615mm^2,功耗为32.4mW.FFT处理器的ASIC结果表明所提策略具有优秀的计算长度灵活性,硬件效率,可以支持任意,长度的FFT计算.