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.     

用于MB-OFDM UWB系统的FFT/IFFT处理器的设计与实现

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。该处理器采用基24算法进行FFT运算,利用8路并入并出的流水线结构实现该算法,提高了处理器的数据吞吐率,降低了芯片功耗。提出了一种新颖的数据处理方式,在保证信噪比的情况下节约了逻辑资源。在乘法器的设计环节,针对UWB系统的具体特点,在结构上对乘法器进行了改进和优化,提高了乘法器的性能。最后,设计的FFT/IFFT处理器采用TSMC 0.18μm CMOS标准工艺库综合,芯片的内核面积为0.762mm2(不含测试电路)。在1.8V,25℃条件下,最大工作时钟317.199MHz,在UWB典型的工作频率下,内核功耗为33.5304mW。     

基于IEEE802.11a的OFDM基带处理器的FPGA设计与实现

设计了一种用于IEEE802.11a的OFDM基带调制处理器.实现了IFFT、插入循环前缀、加窗及训练序列生成等模块的硬件设计.64点FFT/IFFT模块采用单碟形优化4路并行结构,提出了4路并行无冲突地址读写算法,有效地提高了数据吞吐率、减小了面积;采用多级流水线结构的基4蝶形单元,有效地减少了关键路径时延,其最高工...     

高吞吐率双模浮点可重构FFT处理器设计实现

高吞吐浮点可灵活重构的快速傅里叶变换(FFT)处理器可满足尖端雷达实时成像和高精度科学计算等多种应用需求。与定点FFT相比,浮点运算复杂度更高,使得浮点型FFT的运算吞吐率与其实现面积、功耗之间的矛盾问题尤为突出。鉴于此,为降低运算复杂度,首先将大点数FFT分解成若干个小点数基2k 级联子级实现,提出分别针对128/256/512/1024/2048点FFT的优化混合基算法。同时,结合所提出同时支持单通道单精度和双通道半精度两种浮点模式的新型融合加减与点乘运算单元,首次提出一款高吞吐率双模浮点可变点FFT处理器结构,并在28 nm标准CMOS工艺下进行设计并实现。实验结果表明,单通道单精度和双通道半精度浮点两种模式下的运算吞吐率和输出平均信号量化噪声比分别为3.478 GSample/s, 135 dB和6.957 GSample/s, 60 dB。归一化吞吐率面积比相比于现有其他浮点FFT实现可提高约12倍。     

微电子学、集成电路

TN4 2007010760并行数据FFT/IFFT处理器的设计/万红星,陈禾,韩月秋(北京理工大学信息科学技术学院电子工程系)//北京理工大学学报.―2006,26(4).―338～341.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。图5表1参8     

低功耗可配置FFT处理器的ASIC设计

提出了一种低功耗可配置FFT处理器的设计方案和存储器地址产生方法,可进行8点、16点、32点、64点、128点和256点运算.采用基2算法和基于存储器的顺序结构,将长位宽的存储器分成两个短位宽的存储器,并在蝶形单元中将4个实数乘法器减少为3个,进一步降低了功耗.同时,在存储器读写和蝶形单元的运算之间采用流水线结构,以提高处理速度.该FFT处理器采用SMIC 0.18,um CMOS工艺库进行综合及布局布线,芯片核心面积为1.09 mm2,功耗仅为0.69 mW/MHz,实现了低功耗的目标.     

低功耗浮点FFT处理器的设计

介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的低功耗可配置浮点快速傅里叶变换(FFT)处理器的设计,可进行4点、16点、64点以及256点运算。采用按频率抽取的基–4算法和基于存储器的单蝶形结构。对蝶形运算单元进行优化,减少乘法器的数目,降低了功耗。存储单元采用乒乓存储结构,提高了数据的吞吐率。同时,采用浮点运算提高了处理器的运算精确度。该处理器采用中芯国际(SMIC)0.18 μm工艺库进行综合,功耗为0.82 mW/MHz,并在ACX1329-CSG324 FPGA上实现。     

基于无线传感网络的AES协处理器设计

无线传感器网络中大部分节点采用电池供电,面积、功耗成为重要的参数.在兼顾速度,功耗情况下设计了一种低成本的AES协处理器.加解密过程中采用复用和共享技术,获得了一个低成本的AES结构,在整个结构中只利用了4个S盒,并采用DSE结构实现S盒,降低了电路功耗.基于Virtex Ⅱ Pro FPGA芯片(90nm工艺技术)实现该结构,消耗面积仅约34k门;在130MHz工作频率下,128位加密的数据吞吐率达到0.67Gb/s.与同类设计相比,该处理器在可接受的吞吐率、功耗下取得了低成本优势,可应用在无线传感网络(WSN)节点芯片中.     

OFDM系统中FFT处理器芯片的设计

针对OFDM系统中FFT处理器的设计要求,选用4442混合基,按频率提取算法,设计128点高效FFT处理器.采用改进的基-4算法、乒乓RAM设计思想及流水线结构,使FFT处理器各个部分时序紧密配合,硬件和功耗得到优化.该ASIC采用SMIC CMOS 0.18 μm 1P5M工艺实现,结果满足时序和制造工艺要求,达到以下指标:工作频率66 MHz,芯片面积5.2075 mm2,功耗354.728 mW.     

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0.18μm COMS工艺下,该处理器的最大工作频率达到300 MHz,吞吐量为1.2 Gsamples/s,满足了吉比特无线个人域网络(WPAN)的要求.