WFTA算法的FPGA设计与实现

Winograd傅里叶变换算法（WFTA）利用旋转因子W的特性对其进行分解,能够把FFT运算中乘法次数降到最低,是一种高效且资源占用相对较少的FFT实现方法。以256点分解为两维16×16点的小数组WFTA进行运算为例介绍了大数组WFTA算法的FPGA设计与实现方案。仿真测试表明,所设计的256点FFT处理器,乘法器资源消耗仅为基-2FFT的1/2、基-4FFT的2/3,且在100 MHz主时钟频率下完成运算仅需5.8μs,满足FFT处理器的高速实时性要求。     

长度为2^n的FFT运算基实现

大点数FFT运算是数字信号处理中关键技术环节,本文提出一种大点数FFT运算基的实现,该实现是根据[1]中所提出的算法,结合寄存器阵列模块和重排序模块,实现FFT运算基模块内部的数据传输和模式切换,以基4与基2为模块中的基本运算单元构成大点数的FFT运算基,在控制电路配合下实现快速傅里叶变换。该实现通过面向寄存器级的Simulink仿真模型,验证本文所设计模块功能的正确性和可行性,为基于大点数的FFT运算指出了一种实现方法。     

高基FFT处理器高效地址产生算法

FFT算法是数字信号处理最常用算法,使用FFT处理器是进行FFT运算的重要手段之一。本文针对主基16局部流水的FFT处理器,提出了一种运用于高基FFT处理器的新型地址产生结构,能够进行16~4096点可变长的FFT运算,具有快速灵活的特点,且结构简单,适合FFT处理器中对数据通路控制的实现。     

大点数FFT的二维算法FPGA并行实现

针对目前高速实时信号处理对大点数快速傅里叶变换(FFT)的性能要求越来越高,提出了一种基于二维FFT算法,利用现场可编程门阵列(FPGA)快速实现的方法.该方法以现有的短数据量的FFT核为单元,通过并行处理实现了16M点数的FFT.这样不但解决了FPGA的IP核计算FFT点数少的问题,而且提高了FFT计算的速度.仿真试验结果表明,该方法准确可靠,易于硬件实现,运算速度快.     

二维级联流水结构大点数FFT运算器实现研究

大点数快速傅里叶变换(FFT)运算在雷达、通信信号侦察中有广泛应用,其基于现场可编程门阵列(FPGA)的实现方法有重要的研究价值。推导出点数为N的大点数FFT运算分解为2级小点数FFT运算级联的运算公式,在此基础上给出其实现步骤,从流水线结构设计、基本运算单元以及地址生成等方面详细介绍一维列(行)变换的工程实现方法,并给出列、行变换之间所乘旋转因子的压缩算法。工程实际应用表明,该大点数FFT运算器具有变换速度快、调试方便及可在单片FPGA实现的优点。     

采用数論变换和有限字长的变换域数字滤波

尽管离散付立叶变换(DFT)是在复数域定义的,然而数论变换(NTT)却是在有限域和环内运算的。这些NTT中的某些变换具有类似于快速付立叶变换(FFT)的快速变换结构,因而能用于快速数字信号处理。本文对采用NTT进行变换域信号处理的计算效果以及信噪此(SNR)性能作了研究。特别是,分析了有限字长(b≤16)和长变换长度对NTT滤波的影响。分析表明,对于短的字长或中到大的变换长度,NTT滤波比定点运算的FFT滤波能达到更好的SNR。最后,提出了一种具有单基或混合基快速变换结构的新的NTT。虽然这些NTT需要高效率地实现取模运算,然而对于在8≤b≤16范围内的任一给定的工作长度b,这些新的NTT的变换长度是最佳的。     

基于FPGA的混合基FFT算法设计与实现

目前,研究资源节约型的低复杂度混合基快速傅里叶变换(FFT)设计技术具有重要的应用价值。本文基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)平台提出并实现了一种新型混合基FFT分解算法。该算法基于原位存储结构设计,采用素数因子分解与库利-图基分解相结合的混合分解模式,在省去了一步旋转因子乘法运算的同时也有效减小了存储空间和运算量,并采用通用蝶形单元模块设计使得算法能够同时适应基2、基3、基4的FFT运算。仿真结果表明,该算法可以极大提高FFT处理点数的灵活性,有效节省运算资源。     

基于FPGA的4k点基-16FFT模块的实现

针对高速实时处理的要求,提出了4096点快速傅立叶变换(FFT)模块在现场可编程门阵列(FPGA)中的设计和实现。在运算模块中,基于按频率抽取基-4算法提出了一种新型的基-16蝶型算法,并采用八级流水结构和四路转换器来实现。本文采用块浮点和循环存储结构,避免了溢出和节省了大量的硬件资源。实验结果表明,该方法在保证了运算精度和实现复杂度的同时,使运算速度相对于基-4算法提高了1倍。     

大点数FFT设计中提高资源利用率的方法

应用系统对于高速大点数快速傅里叶变换(FFT)处理器的需求越来越大,但大点数FFT意味着资源、面积和功耗的大幅提高,因此如何减少资源和芯片面积成为了在FFT设计中需要考虑的重要问题之一。介绍了适合于大点数FFT设计的基16蝶形算法,并基于此算法针对如何在设计中提高运算单元和存储单元利用率的问题进行了探讨,提出了相应的解决方法。在FFT电路设计中进行了功能验证和资源比较,证实了方法的可行性。     

FFT算法的一种FPGA设计

在分析了快速傅里叶算法理论的基础上,提出了一种频率抽取基4FFT的FPGA设计方案,针对现有FFT的FPGA实现过程中蝶形运算需要频繁乘以多个旋转因子提出了改进方法,减少了旋转因子的乘法次数和存储空间,加快了蝶形运算的速度,设计的地址映射方法,无需运算即可得到所需数据的存放地址,并结合采用乒乓结构和流水线方式,来提高快速傅里叶变换(FFT)FPGA实现的速度,为实现FFT算法提供了一定的参考价值。