基于0.18μm CMOS工艺的高速1 024点FFT芯片设计研究

基于TSMC0.18μm CMOS工艺标准单元库,设计了高速1024点FFT处理器。数据采用IEEE754标准单精度浮点格式,实现高精度数据处理;在设计中通过使用改进的按时间抽取的基二算法,降低了寻址的复杂度;采用流水线技术设计了蝶形运算单元,提高了系统的工作频率;利用三角函数关系,提出了新的旋转因子存储方案,相比于传统设计,可以使ROM规模降低75%。逻辑综合和版图综合后的报告显示,该处理器的工作频率可以达到167MHz,完成一次1024点FFT运算仅需37.7μs,FFT处理单元核心面积为1.4mm2.     

一种基于FPGA的高速短时傅里叶实现

短时傅里叶变换(STFT)由于其算法简单、处理时间短及易于实现等优点,因此其在图像处理、语音分析、信号检测及参数估计等领域获得越来越多应用。通过分析短时傅里叶变换算法原理,设计了一种基于现场可编程逻辑器件(FPGA)的高速短时傅里叶实现结构,该结构充分利用蝶形单元运算特点,在满足时间分辨率及频率分辨率的基础上降低了运算复杂度,并在高速率运行时钟下节省了硬件资源。     

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。     

高速FFT芯片设计及结构研究

基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺库,设计了一种高速FFT处理芯片,并对结构进行了研究和改进.系统采用时间抽取的快速傅里叶变换基2算法、流水线结构,对IEEE754单精度浮点数构成的复数进行处理.逻辑综合与版图综合后的报告显示系统的核面积(包含RAM和ROM)为3.61mm2.仿真结果表明,系统能够稳定工作在166.7 MHz时钟下,且输出数据精度较高.本次设计的速度、精度及面积均达到了设计指标.     

低成本可调FFT处理器的超大规模集成电路设计

文章提出了一种以基-22／23为基础的流水线结构,用以实现低成本、超大规模集成电路（VLSI）的快速傅里叶变换（FFT）处理器设计。该处理器在减少普通复数乘法器级数的同时,通过单路延时反馈（SDF）存取方式,以最少的存储字来获得FFT结果。对于数据通路,我们采用了混合浮点的数据缩放方式,在保证信噪比的同时,降低了数据长...     

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。     

OFDM系统中流水线型FFT(IFFT)处理器设计

通过流水线结构和乒乓RAM相结合,改进了时域抽取的Radix-4算法,实现了一种适合于OFDM系统的高效流水线型FFT(IFFTI)处理器的VLSI设计.在时钟频率125 MHz下,完成一次1024点16 bit位长的复数FFT需时49.57μs.     

无存储访问冲突的基2×K并行FFT架构

提出了一种无存储访问冲突的基2×K并行FFT架构.该架构通过并行地址产生算法,使K个基2蝶形运算单元同时读取或写入所需的2 K个操作数,达到平均每周期完成K个基2蝶式运算的处理能力.与已有的并行FFT架构相比,新架构地址产生电路简单,并且对于不同的K值,并行地址产生模块结构相同.在资源消耗方面,不考虑旋转因子,N点FFT处理器只需要3 N/2个存储单元.     

基于FPGA的高速定点FFT处理器的设计

为了用硬件实现信号从时域向频域的转换,用Xilinx公司推出的Virtex-Ⅱ系列FPGA实现了512点的FFT处理器。为达到系统高速实时处理要求,在FFT处理器中利用流水线结构和并行技术,采用基-4蝶形算法与基-2蝶形算法相结合的方法,及高效复数乘法器和双端口RAM存储结构,提高了处理速度。在外部时钟为100 MHz时,处理时间为18.3μs,满足了系统设计要求。     

一种低复杂度的通用FFT处理器

利用R22SDF算法的低复杂度的特点,在其基础上演变出一种通用的FFT算法.该方法可适用于所有的2n点FFT运算.该算法采用流水线结构,以满足数据实时性处理的要求.     

OFDM调制中高速FFT处理器设计的新方法

在宽带OFDM系统的实现中,FFT处理器是一个关键部分。通过对传统分裂基结构的改进,提出了适用于OFDM系统的FFT处理器的新方案。在方案中采用流水方式保证系统的速度,在计算、通信和存储间取得平衡,使取数据、计算旋转因子、复乘、DFT等操作协调一致,避免了瓶颈的出现。并且与以往提出的FFT处理器的方案进行比较,证明这种新方案采用了较少的乘法器数目以及较少的存储单元,提高了器件利用率。     

一种新结构FFT算法及其FPGA实现

本文给出了一种面向FPGA实现的新结构FFT算法,并利用FPGA器件内部丰富的逻辑单元,RAM、ROM和DSP块实现了FFT核心运算的并行化,与利用传统结构实现的FFT相比大大提高了FFT的运算速度,与用DSP实现的FFT相比速度也要快得多。     

基于Cyclone系列FPGA的1 024点FFT算法的实现

介绍了一种用低成本Cyclone系列FPGA(现场可编程门阵列)实现基于按D IF(频率抽取)rad ix 2结构1 024点FFT(快速傅里叶变换)算法的方法。本设计采用Verilog语言编程实现,利用EDA(电子设计自动化)工具对设计进行了仿真、综合,并在开发板上实现板级验证,最后分析了整个设计的性能,说明在低成本Cyclone系列上可以实现高速FFT算法。     

基于DSP的64点FFT算法实现

快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)作为时域和频域转换的基本运算,是谱分析的必要前提,广泛应用于信号的实时处理。分析了FFT的基本原理,以TI公司的TMS320VC5402 DSP为硬件平台,实现了实时快速傅里叶变换算法,验证了在DSP上实现快速傅里叶变换(FFT)的准确性和可行性,对信号谱分析具有重要意义。     

大点数FFT的工程案例

快速傅里叶变换(FFT)是数字信号处理课程中的重要知识点,该算法工程应用非常广泛。但FFT算法的推导过程比较复杂,学生不太容易深刻领会并灵活运用。本文以某型多频连续波雷达的数据处理为例,介绍如何利用16K缓存的芯片来实现128K点的FFT运算,通过实际工程案例来加深学生对FFT算法的理解,提高学生解决工程问题的能力。     

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。     

面向OFDM应用的低硬件开销低功耗64点FFT处理器设计

在基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的无线系统中,快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)作为关键模块,消耗着大量的硬件资源。为此,针对于IEEE802. 11a标准的无线局域网基带技术,提出了一种低硬件开销、低功耗的基-24算法流水线架构FFT处理器设计方案。在硬件实现上,采用单路延迟负反馈(Single-path Delay Feedback,SDF)流水线架构;为了降低硬件资源消耗,基于新型的改良蝶形架构利用正则有符号数(Canonical Signed Digit,CSD)常数乘法器替代布斯乘法器完成所有的复数乘法运算。设计采用QUARTUS PRIME工具进行开发,搭配Cyclone 10 LP系列器件,编译结果显示该方案与其他已存在的方案相比,至少节约硬件成本25%,降低功耗18%。     

运用遗传算法结合FFT进行多单元失效阵列校准

提出了利用遗传算法（GA）结合快速傅立叶变换（FFT）方法来进行阵列失效的校准,通过引入傅立叶变换的变换域和角域的映射,在变换域中利用FFT计算个体阵列的阵因子,减少了GA评估个体的时间,从而大大提高了失效校准的速度。以一个-35分贝副瓣电平的32单元阵列为例,校准一单元失效和二单元失效的时间都减少了至少一个数量级,算法也可应用于两个以上单元失效的情况。