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。     

一款基于MVR-CORDIC的高速64点基-4FFT处理器

文中设计了一款64点基-4FFT处理器,用改进的CORDIC （MVR-CORDIC）处理单元代替常规FFT处理器中的复数乘法器,改进的CORDIC处理单元在保证SQNR性能下,仅用极少次数的移位加法运算即可完成一次复数乘法,缩减了完成一次基本蝶形运算的时间并减小了面积开销。该FFT处理器结构采用两块独立的RAM,并对中间数据作“乒-乓”式存储操作以节省数据存储时间,从而提高完成一次FFT运算的速度。所设计的FFT处理器通过FPGA进行验证,结果表明平均完成一次64点FFT运算仅需要不到1μs。     

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。     

高速基2 FFT处理器的结构设计与FPGA实现

本文研究了采用AISC来实现高速实时基2 FFT处理器的设计方案.在实现中采用了单基2定点内核,设计了防溢出控制结构,在不增加系统延时的基础上,提高了运算精度.设计了对称乒乓RAM结构,在保证蝶形运算核的占用率的条件下,提高了该FFT处理器的连续运算能力.将RAM集成在FFT处理器内部,提高了使用的灵活性.本文所设计的FFT具有可配置特性,可根据需要计算2的幂次方的FFT.256点的FFT运算只需1072个时钟周期,在VertexII-xc2v1000上综合实现,频率可达112.007MHz,完成整个256点的FFT运算仅需9.57μs.     

快速图像匹配相关系数算法及实现

最大归一互相关图像匹配算法是图像匹配中的常用算法,其关键是解算活动图与基准图间的相关系数。针对相关系数计算量大的特点,分析了FFT的基与FFT处理速度之间的关系以及基16FFT算法特点,提出用基16FFT算法计算相关系数,相关系数的处理时间大幅减小;同时针对高基蝶形单元设计复杂、使用不灵活等特点,提出采用级连思想实现主基16蝶形单元,使处理器的设计复杂度降低。实验证明,将主基16FFT处理器用于相关系数的计算中,使最大归一互相关图像匹配处理速度达到国际领先水平。     

一种快速傅里叶变换算法的FPGA实现

分析了快速傅里叶变换(FFT)算法的4种典型结构,提出了一种采用按时间抽取的基2单蝶形运算单元递归结构。对一种64点FFT进行仿真验证,在Cyclone的EP1C6T144C7上实现共占用967个逻辑单元,最高频率达56.47MHz。通过降低蝶形运算单元中乘法数目和采用乒乓RAM结构,节约了硬件资源,加快了FFT运算速度。     

基于CORDIC算法2K点FFT处理器的硬件设计

本文讨论了采用FPGA硬件实现高速实时2K点FFT处理器的设计方案。选择了将基4和基2分解揉合的DIF算法作为实现算法。并采用CORDIC算法代替传统的乘法-累加单元，使得FFT中的三角函数计算只需加减和移位操作来实现。整个处理器采用流水线结构，并且有两个RAM分别轮流作为输入缓存和每一级的中间运算结果存储器。     

具有蝶型单元的FFT在FPGA上的实现

描述了一种使用FPGA实现FFT处理器的方法,基于按时间抽取(DIT)基-4算法,采用4组RAM并行为蝶型单元提供数据,使用交换器对数据进行重行排序.实验结果表明,该方案保证了运算正确性、运算精度和实现复杂度.提出了两种改进的设计思路及方法,使处理器可以获得更高的处理速度.     

基于反馈控制结构的FFT信号处理器设计与FPGA实现

研究了基于FPGA的基-2 FFT算法的设计与实现。为减小硬件资源开销,论文采用蝶形运算单元和控制器单元构成的反馈结构对基-2 FFT处理器的硬件j结构进行了总体设计,采用时序控制方法完成蝶形运算电路设计,采用同步有限状态机(FSM,finite state machine)方法实现了旋转因子系数的产生与控制。并基于Quartus II软件平台,完成了整个FFT处理器电路的FPGA实现,最后通过仿真验证了设计方案的正确性。     

基于FPGA的激光测距系统中基4算法的FFT研究

文章提出了利用可编程逻辑器件FPGA通过硬件来实现快速傅立叶变换( FFT)的基4 算法,提出了采用两个蝶形运算器同时并行计算,每次蝶形运算按顺序进行的结构,将并行处理与顺序处理相结合,提高并行度和数据吞吐量,每次蝶形运算时间不超过1μs,完成整个256点复数FFT运算大约需要120μs左右,同时又节省资源。该方法在激光矿井提升机位置跟踪系统中应用取得了良好效果。