可变长数据全并行FFT地址生成方法

本文通过对混合基4/2 FFT算法的分析,在优化采样数据、旋转因子存储及读取方法的基础上,提出了将N=2m点,m为奇、偶两种情况的地址产生统一于同一函数的算法,并设计了简单的插入值产生及快速插入位置控制电路,从而用一个计数器、同一套地址产生硬件,通过简单的开关模式控制,可实现任意长度FFT变换的地址产生单元,该地址产生单元在一个时钟周期内产生读取所需旋转因子及并行访存4个操作数的地址.本文设计的FFT处理器每周期完成一个基4或2个基2蝶式运算,在吞吐率高、资源少的基础上实现了处理长度可编程的灵活性,同时避免了旋转因子重复读取,降低功耗.     

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.     

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。     

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.     

超长点数FFT处理器的旋转因子生成方法

对于大点数FFT处理器,提出了一种新的旋转因子生成方法。首先对三角函数曲线分段进行折线近似,将线段端点及斜率存入存储器,然后通过查表以及插值计算的方法来生成旋转因子。在保证FFT计算精度的前提下,极大地降低了对旋转因子存储器容量的需求,对大点数FFT处理器的单片ASIC实现具有重要意义。     

时间抽取情况下的旋转因子合并FFT算法和TMFFT的软件实现

马滕斯(Martens)提出了一种效率高(可与WFTA法和PFA法相比拟)、结构简单(与FFT法相似)的DFT计算方法RGFA。作者已经证明,在基2的情况下,RCFA与旋转因子合并的频率抽取FFT算法是完全等价的。本文给出了旋转因子合并的时间抽取FFT算法,从而使得在任何条件下,目前使用的FFT算法都可以用外部特性完全相同、内部结构基本相同的高效算法旋转因子合并FFT算法来代替。本文还给出了实现旋转因子合并FFT算法的软件。     

基于链码和快速傅里叶变换的轮廓描绘方法

将八方向链码和快速傅里叶变换（FFT）相结合,提出一种新的形状轮廓描述方法。通过链码按顺序搜索物体边界,根据链码值的投影变换与轮廓的关系构造出轮廓的链码函数,对链码函数进行快速FFT,并对傅里叶描述符进行优化,提出了新的傅里叶不变因子描述符（FCFD）。实验结果表明,本文提出FCFD具有旋转、尺度和平移（RSS）不变性...     

一种CORDIC算法的精度分析及其在FFT设计中的应用

针对CORDIC算法的精度问题进行了理论分析，首先研究了CORDIC算法中旋转级数、操作数位宽与精度的关系，并将这一结果实际应用于FFT算法的FPGA设计实现中。经实际验证，这种分析的结果是合理的，可作为设计过程中选取旋转级数和操作数数据位宽的参考。     

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。     

基于高速FFT结构的频域抗干扰算法的FPGA实现

提出了一种基于高速FFT结构的算法硬件设计与实现,FFT采用基4算法,旋转因子采用CORDIC算法生成,节省了存储资源,最后在硬件平台上测试,取得了很好的抗干扰效果.     

基于Vivado HLS 的FFT IP核设计与实现

研究基于Xilinx高层次综合工具HLS设计FFT IP核的新方法,并在Zynq平台上搭建音频频谱显示系统用于对设计的FFT IP核进行测试。首先用Matlab生成1024点FFT算法所需要的旋转因子,然后用C语言编写FFT算法程序后经HLS综合成IP核并进行了两次优化,与优化前相比延迟时间节省了19%到40%,LUT资源节省18.5%。测试结果表明,所设计的FFT IP能够成功地实现音频信号的频谱分析。     

Reduced Memory and Low Power Architectures for CORDIC-based FFT Processors

This paper presents a pipelined, reduced memory and low power CORDIC-based architecture for fast Fourier transform implementation. The proposed algorithm utilizes a new addressing scheme and the associated angle generator logic in order to remove any ROM usage for storing twiddle factors. As a case study, the radix-2 and radix-4 FFT algorithms have been implemented on FPGA hardware. The synthesis results match the theoretical analysis and it can be observed that more than 20% reduction can be achieved in total memory logic. In addition, the dynamic power consumption can be reduced by as much as 15% by reducing memory accesses.     

Balanced Binary-Tree Decomposition for Area-Efficient Pipelined FFT Processing

This paper presents an area-efficient algorithm for the pipelined processing of fast Fourier transform (FFT). The proposed algorithm is to decompose a discrete Fourier transform (DFT) into two balanced sub-DFTs in order to minimize the total number of twiddle factors to be stored into tables. The radix in the proposed decomposition is adaptively changed according to the remaining transform length to make the transform lengths of sub-DFTs resulting from the decomposition as close as possible. An 8192-point pipelined FFT processor designed for digital video broadcasting-terrestrial (DVB-T) systems saves 33% of general multipliers and 23% of the total size of twiddle factor tables compared to a conventional pipelined FFT processor based on the radix-2² algorithm. In addition to the decomposition, several implementation techniques are proposed to reduce area, such as a simple index generator of twiddle factor and add/subtract units combined with the two's complement operation     

一种基于TMS320LF2407A的有效FFT实现

针对在TMS320LF2407A上直接实现快速傅利叶变换中遇到的处理速度和程序量之间的矛盾。提出一种重复算法。该算法将一维长点数快速傅立叶变换映射为两维小点数子傅立叶变换分别实现,它在保持较快处理速度的前提下减少了程序量．通过在TMS320LF2407A上对直接算法和重复算法的比较实验,发现当点数大于256时,重复算法的程序量约为直接算法的三分之一,时间上也小于直接算法,从而说明该方法的有效性和一定的实用价值。     

一种新的1024点基-2 FFT旋转因子产生电路的结构

设计了一个新的无存储器的基-2 1024点FFT旋转因子产生电路.这个旋转因子产生电路用若干逻辑模块来产生数据,然后用这些数据合成所需要的旋转因子.用Synopsys Power Compiler进行功耗分析表明,用TSMC 0.25μm CMOS工艺综合出来的电路在50MHz时的功耗为2mW.这种旋转因子产生电路非常适合用于低功耗的设计中,尤其是移动通信和其他手持设备中.     

FPGA implementation of high-performance,resource-efficient Radix-16 CORDIC rotator based FFT algorithm

The fast Fourier transform (FFT) is an algorithm widely used to compute the discrete Fourier transform (DFT) in real-time digital signal processing. High-performance with fewer resources is highly desirable for any real-time application. Our proposed work presents the implementation of the radix-2 decimation-in-frequency (R2DIF) FFT algorithm based on the modified feed-forward double-path delay commutator (DDC) architecture on FPGA device. Need for a complex multiplier to carry out the multiplication of complex twiddle factors and large memory to store the twiddle factors are the main concerns for FFT implementation. Propose work aims to address these issues. In this work, a high-performance radix-16 COordinate Rotational DIgital Computer (CORDIC) algorithm based rotator is proposed to carry out the complex twiddle factor multiplication. Further, CORDIC needs only rotational angles to carry out complex multiplication, which reduces the need for large memory to store the twiddle factors. To compute the total rotation for n-bit precision, our proposed radix-16 CORDIC algorithm takes n/4 iteration as compared to n iteration of the radix-2 CORDIC algorithm. Our proposed architecture of the radix-2 decimation-in-frequency (R2DIF) algorithm is implemented on a Virtex−7 series FPGA. Further, the detailed comparison is presented between our proposed FFT implementation and other recently proposed FFT implementations. Experimental results suggest that proposed implementation has less latency and hardware utilization as compared to recently proposed implementations.     

利用逆序循环实现FFT运算中倒序算法的优化

在数字信号处理中,FFT运算所占角色日趋重要。FFT的运算性能可以在很大程度上影响整个信号处理系统的性能。传统FFT算法中需要进行倒序以得到正确结果。倒序的运算速度取决于两个方面:逆序数的计算效率及取数存数时间。本文提出了逆序循环的概念并在此基础上提出一种新的倒序优化算法。在MPC7400芯片上进行的实验表明,采用本文提出的方法可以大大提高传统倒序算法性能。     

计算SDFT的一种新算法

基于按时间抽取的基2FFT算法，本文提出一种计算SDFT的快速算法。该算法可直接利用现有的FFT处理系统，只需更改W系数值，即可得到所需的SDFT值．与已有的算法相比，节省计算量大约20％～50％，该算法可用于SDFT多种应用中。     

An on-chip march pattern generator for testing embedded memorycores

In this correspondence, we propose an effective approach to integrate 40 existing march algorithms into an embedded low hardware overhead test pattern generator to test the various kinds of word-oriented memory cores. Each march algorithm is characterized by several sets of up/down address orders, read/write signals, read/write data, and lengths of read/write operations. These characteristics are stored on chip so that any desired march algorithm can be generated with very little external control. An efficient procedure to reduce the memory storage for these characteristics is presented. We use only two programmable cyclic shift registers to generate the various read/write signals and data within the steps of the algorithms. Therefore, the proposed pattern generator is capable of generating any march algorithm with small area overhead     

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Radix4DIT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、运算数据的立齐、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、16bits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。