并行数据FFT/IFFT处理器的设计

针对采用快速傅里叶变换(FFT)技术的多种应用场合,在分析基-2及基-4按时域抽取Cooley-Turkey算法特点的基础上,提出一种高性能FFT/IFFT处理器的硬件设计架构.通过改进基-4蝶形单元,可进行形如2的幂次方点数的FFT/IFFT运算.该结构能够并行地从4个存储器中读取蝶形运算所需操作数.仿真结果表明,该结构可以运用于对面积和速度要求较高的应用场合.

应用于超宽带系统中的低功耗、高速FFT/IFFT处理器设计

设计了一种应用于超宽带(UWB)无线通信系统中的FFT/IFFT处理器。采用8×8×2混合基算法进行FFT运算,实现了2路64点或者1路128点FFT功能,并为该算法提出了一种新型的8路并行反馈结构。该结构提高了处理器的数据吞吐率,降低了芯片功耗。为了减少处理器中的乘法数目,提高时序性能,提出了改进型移位加算法。设计的FFT/IFFT处理器采用SMIC 0.13μm CMOS工艺制造,芯片的核心面积为1.44mm2。测试结果表明,该芯片最高数据吞吐率到达1Gsample/s,在典型的工作频率500Msample/s下,芯片功耗为39.6mW。与现有同类型FFT芯片相比,该芯片面积缩小了40%,功耗减少了45%。

基于FPGA的高速浮点FFT/IFFT处理器设计与实现

设计一种基于FPGA的改进的并行FFT/IFFT蝶形运算结构.该结构采用按时间抽选的FFT基-2蝶形算法对IEEE单精度浮点数构成的复数进行8路并行处理.利用Xilinx ISE13.1软件完成FFT/IFFT处理器的设计,并在Virtex6硬件平台上进行验证.结果表明,利用这种8路并行结构设计的FFT/IFFT处理器可在合理利用硬件资源的同时提高运算速度及精度.

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802.11ac的FFT/IFFT处理器设计

针对IEEE 802.11ac MIMO-OFDM系统设计了一种8通道128点FFT/IFFT处理器,该处理器采用MRMDC结构,支持8通道数据的并行处理,有效降低了硬件复杂度和提高了数据吞吐率.提出的数据输入和输出顺序调整结构,可以实现数据自然顺序的输入和输出,从而实现了和MIMO-OFDM系统中的其他模块直接进行数据传递.FFT/IFFT处理器由Verilog语言实现,并用Synopsys公司的Design Compiler在SMIC 0.18μm CMOS工艺库下进行逻辑综合,内部数据和旋转因子的宽度采用12bit,最高工作频率可达100 MHz,数据吞吐率可达1Gb/s.

基于FPGA的FFT/IFFT处理器的实现

提出一种利用并行算法来实现 FFT(快速傅里叶变换 )及其逆变换 IFFT(快速傅里叶逆变换 )的设计方法。该处理器可由用户动态配置成 6 4、2 5 6、10 2 4点复数 FFT或其逆变换 IFFT。

一种应用于多带正交频分复用超宽带的IFFT/FFT处理器

针对多带正交频分复用超宽带(MB-OFDM UWB)系统,提出了一种高吞吐量、混合字长、混合基、4并行数据路径的128点IFFT/FFT处理器结构。该处理器采用具有误差补偿的改进Booth定长乘法器和CSD常量乘法器,有效地提高了精度和减少了硬件的复杂度。通过分析,本方案比混合基多路径延迟反馈(MRMDF)结构减少了49%的乘法器资源,在硬件开销相当的情况下,比双并行数据路径结构减少了30%的存储器资源和提高了33%的吞吐量,使该处理器在精度、硬件开销和速度上做了最好的折衷。在0.18 μm COMS工艺下,该处理器的最大工作频率达到300 MHz,吞吐量为1.2Gsamples/s,满足了吉比特无线个人域网络(WPAN)的要求。

基于FPGA的可配置FFT_IFFT处理器的设计与实现

设计实现了一种用于P2P移动无线通信手持终端产品。该设计采用优化的单碟形4路并行结构,兼容802.11g协议,可配置完成64点、256点、1 024点的FFT-IFFT处理器,设计以Xilinx公司的Virtex-2系列的XC22V500芯片为硬件平台。通过大量实际信号与数据的联合调试,表明了设计的正确性及实用性。

超长可变点数FFT处理器设计与实现

介绍了超长可变点数序列FFT处理器的实现方法。采取将一维大点数FFT转换为二维小点数子FFT处理的措施,减小了存储器规模。使用乒乓RAM将基本运算模块级联,形成流水线结构,可连续高速计算N点复数序列FFT/IFFT。用现场可编程门阵列(FPGA)实现了可计算1k^1M点序列长度可变的FFT/IFFT处理器。

OFDM系统中IFFT/FFT处理器的设计与实现

提出了Radix-4 FFT的优化算法,采用该优化算法设计了64点流水线IFFT/FFT处理器,该处理器可以在64个时钟周期内仅采用3个复数乘法器获得64点处理结果,提高了运算速度,节约了硬件资源。通过Xilinx XC2S300E Spartan2E系列的xc2s300e器件进行下载验证,仿真结果与MATLAB计算结果误差小于0.5%,该处理器已经成功应用于某OFDM通信系统中。

基于FPGA的FFT处理器的设计与仿真

针对电网存在较大谐波误差和不对称误差的情况,运用频域FFT算法,设计实现了电力实时参数监测用FFT处理器.处理器采用按频率抽取的基-2算法,分级流水线以及定点运算结构,由6个功能模块组成.整个设计基于Verilog HDL语言进行模块化设计,采用FPGA作为逻辑控制器,并运用QuartusⅡ工具进行了综合仿真.仿真结果表明处理器达到了高精度电力参数监测的要求,对电网谐波分析与经济运行具有实用价值.

一种高速定点FFT处理器的设计与实现

提出了一种高速定点FFT处理器的设计方法,此方法在CORDIC算法的基础上,通过优化操作数地址映射方法和旋转因子生成方法,每周期完成一个基4蝶形运算,具有最大的并行性。同时按照本文提出的因子生成方法,每个周期可生成3个旋转因子,且硬件实现简单,无须额外的ROM资源。整个系统采用Xilinx公司的XCV2P30仿真,系统频率达到了130MHz,对于1k点16位的复数FFT需要9.8μs,16k点需要221μs,优于目前绝大多数已有的FFT处理器。

基于FPGA的FFT处理器设计与实现

针对所设计数字谐波分析仪中速度和实现成本的瓶颈,提出一种基于FPGA的高速FFT处理器设计方法,并用CycloneII系列FPGAEP2C35F672C6芯片实现了处理器。处理器采用按时间抽取基4算法,使用改进的CORDIC流水线结构设计蝶形运算单元,同时采用双端口RAM存储结构,整体基于VHDL语言进行模块化设计,经过仿真和硬件测试,结果与MATLAB计算结果相比较验证了设计的正确性。当系统工作频率为90MHz时,完成1024点输入为12位复数的FFT需要45.6μs,满足所设计的数字频谱分析仪系统实时性要求,解决了系统实时性和资源占用的矛盾。同时该处理器是在不使用IP核的前提下开发的,降低了实现成本。

一种高速实时定点FFT处理器的设计

本文讨论了采用FPGA和ASIC硬件实现高速实时FFT处理器的设计方案,作者在这种高速FFT设计时选择的特点基于Radix 4 DIT算法、采用乒乓RAM的设计思路以及级与级间采用流水结构。另外由于FFT基4运算的复杂性,所以在设计基4运算单元、数据通道中串并转换、运算数据的拉齐、颠倒位序、双地址发生等方面也有一些特点。整体上考虑是:尽可能地能够进行高速的FFT运算,本文针对1024点、16 bits位长、定点数、复数点进行运算;考虑到芯片外围接口的问题,希望外围能够尽量方便用户使用,所以在外围数据、状态和控制线上比较精简,从而把复杂的控制部分转移到芯片内部实现。

一种高效的FFT处理器地址快速生成方法

地址产生器是FFT处理器的主要组成部分,地址快速生成和旋转因子读取次数是它的两个重要指标,但很少有算法能够将其统一起来。本文采取了一种新的操作数地址生成顺序并构造了一种新的FFT循环级数表示方法,基于操作数地址的位倒序方式,提出了一种兼有地址简单快速生成与避免重复读取旋转因子特点的可变长地址生成方法,解决了以往地址产生时生成速度与旋转因子重复读取之间的矛盾,实现了快速和降低系统功耗的统一。

基于动态可重构的FFT处理器的设计与实现

提出了一种基于局部动态可重构(DPR)的新型可重构FFT处理器。相比传统的FFT设计,该设计方法在重构时间上得到了很大改进,同时,处理器能够动态地添加或移除重构单元。采用新颖的FFT控制算法,使得可重构部分面积很小。该处理器结构在Xilinx Viirtex2p系列FPGA上进行了综合及后仿真。较之Xilinx IPcore,其运算效率明显提高,而且还实现了IP核所不具备的动态可重构性。

块浮点FFT处理器的有限字长效应分析

研究了基于基8算法的块浮点FFT处理器的有限字长效应问题,提出了一种基于理论统计分析的静态模型。在不考虑输入信号的量化误差和系数量化误差情况下,对基8单元和加权过程的误差进行了分析;给出了有限字长效应所造成的误差随着频率点数和级数的变化趋势。通过SPEED开发平台得到的硬件仿真结果验证了该方法估计字长效应的正确性,可以将其应用于工程分析。

一个高效的嵌入式浮点FFT处理器的实现

FFT是数字信号处理中的一种非常重要的算法。本文构造了一个适于嵌入式应用的基16FFT处理器局部流水结构,同时设计实现了一个高效的基4蝶形运算模块。我们的研究应用了局部流水和反馈的思想,使基16FFT蝶形运算模块得以由两个基4/基2蝶形模块组成的反馈流水电路实现,在简化结构的同时提高了处理速度。基4蝶形模块中运算模块的利用率达到100％,而且比传统的基四蝶形模块节省60％以上的资源。

FPGA实现高速FFT处理器的设计

介绍了采用Xilinx公司的Virtex -II系列FPGA设计高速FFT处理器的实现方法及技巧。充分利用Virtex -II芯片的硬件资源 ,减少复杂逻辑 ,采用流水方式对复数数据实现了加窗、FFT、求模平方三种运算。整个设计采用流水与并行方式尽量避免瓶颈的出现 ,提高系统时钟频率 ,达到高速处理。实验表明此处理器既有专用ASIC电路的快速性 ,又有DSP器件的灵活性的特点 。

数据全并行FFT处理器的设计

讨论了基 4和混和基算法的FFT处理器设计问题 ,提出的操作数地址映射方法充分利用了FFT算法本身的同址性质 ,能同时提供蝶形运算所需的 4个操作数 ,具有最大的数据并行性 按照旋转因子存放规则 ,蝶形运算所需的 3个旋转因子地址相同 ,且寻址方式简单 运算部件采用 3个乘法的复数运算算法 ,有效减少了运算部件的大小 ,它既可以作基 4蝶形运算 ,也可以同时进行 2个基 2蝶形运算 采用Altera公司的EP2 0 0K4 0 0E ,工作频率达到 89MHz,1 0 2 4点 1 6位复数FFT需要 1 4 1 μs,4 0 96点需要 6