高速3780点FFT处理器的设计与实现

介绍了地面数字电视多媒体广播传输系统(DTMB)中3 780点FFT处理器的设计与实现。通过综合利用混合基算法、素因子算法和WFTA算法,来完成3 780点FFT的算法设计。采用流水线结构进行硬件实现,为进一步提高系统吞吐率,其内部3,4,5,7,9点WFTA运算单元均采用并行数据处理方式。     

3780点FFT处理器的研究

3780点FFT模块是地面数字多媒体／电视广播传播系统（DMB—T）中的重要模块之一，由于该模块不能直接利用现已成熟的基-2和基-4的算法，故给出了三种实现3780点FFT的算法和处理器结构，分别是内插成4096点的FFT算法、混合基FFT算法和综合分解算法，并对各种方法的优缺点进行了讨论。     

基于CORDIC的FFT处理器设计

波束形成是阵列信号处理过程的一个重要步骤,它在雷达、地质勘探、医学成像领域起着关键的作用并得到了广泛的应用。在声呐系统中,FFT处理器是波束形成器的关键部件,论文中引用了CORDIC算法,并对比了基2、基4等时域FFT算法的区别,根据基本原理和流程最终选定了基4算法,将其有效地和CORDIC算法结合起来。设计了一款基于CORDIC算法的FFT处理器。采用流水线方式,形成了5级蝶形算法,满足了FFT运算要求。     

一种高精度的大点数二维FFT处理器设计

基于传统的频域抽取快速傅里叶变换(FFT)算法以及二维FFT算法,设计了一种高精度的大点数FFT处理器。该处理单元采用一个状态机控制整个运算流程,针对小点数情况的一维FFT算法和大点数情况的二维FFT算法,该处理器都可以智能地选择合适的处理流程和缓存管理,自动地完成整个FFT运算而无需软件介入。在支持大点数的二维FFT算法的基础上,该设计还通过对旋转因子计算过程的优化,以提高在大点数情况下的精度表现,在4M长度的输入序列时可以获得130 dB以上的信噪比。     

一种新型高效的FFT处理器设计及应用

描述了一种高效的FFT(fast Fourier transform)流水线结构,采用这种流水线结构不仅能提高数据速率,而且能有效减小设计的规模.作为OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)系统实现的关键部分,FFT的设计关系到整个系统的实现规模.作为应用之一,笔者在DVB-T接收机中采用了这种FFT结构,实现了对2K/8K双模式的解调.该结构还可方便地应用到其他应用FFT的场合,且易于实现多种模式的并存.     

DTMB系统中FFT处理器的复用设计

针对中国标准地面数字电视(DTMB)系统,提出了一种3 780点FFT处理器的复用结构设计方法.采用流水线结构,对3780点进行层层分解,并在DTMB系统中充分复用该处理器的设计.仿真表明,该设计大大降低了所需逻辑资源.适用于符合国家标准要求的调制与解调系统.     

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。     

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.     

非2-基FFT的素因子算法研究

提出一种新的非2-基N点FFT的素因子算法.该方案与原素因子分解算法比较,实现了各个小点数DFT的同址顺序运算,并通过简单的地址模加运算得到顺序的输出,省去了多余的整序运算,是一种通用N点FFT算法.设计结构规整简单,利于硬件实现.以中国数字电视广播地面传输标准(DTMB)规定的3 780点FFT为例,结合WFTA算法和混合基算法,介绍了算法的具体设计与实现方案.     

A pipelined implementation of the Winograd FFT for satellite on-board multi-carrier demodulation

This paper discusses the implementation of a pipelined architecture for implementing large block size Winograd FFTs. The advantages of using the Winograd over the Cooley-Tukey radix-2 FFT are discussed and some estimates of possible power consumption of a silicon implementation of the architecture are made.     

可配置高精度FFT/IFFT的设计

提出了一种可配置高精度FFT/IFFT处理器的设计.设计中采用单蝶形混合基串行结构,降低了系统的复杂性,节省了一定的资源.提出了一种新颢的块浮点算法,有效避免了溢出问题并且提高了精度.运算点数可以通过对产生地址计数器的位选择配置为64、128、256、512、1024,实部、虚部均为16bit数据,不仅可以实现FFT运算,还可以实现IFFT运算.在SMIC0.13μm CMOS工艺下综合的面积为1.55mm<'2>,最高频率为210MHz.测试结果显示了本设计的高精度特性.     

基于CMMB标准的新型FFT处理器设计

针对中国移动多媒体广播(CMMB)系统中高速FFT处理器的设计要求,提出了一种新的适用大点数FFT算法的流水线实现结构.采用了混合基4/2、按频率抽取FFT算法,完成了4 096/2 048点,13 bit位宽,定点复数FFr的设计,两个点数的FFT变换能够采用同一套结构实现,节约了资源.设计全部采用VerilogHDL语言描述并通过FPGA仿真验证.     

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.     

基于FPGA的FFT处理器设计

在火车车轮的振动式擦伤检测系统中,经常需要对振动信号进行频谱分析,为实现振动频谱信号的及时输出,在此根据FFT算法中的一种变形运算流图,提出一种基于FPGA的FFT流水线结构,总结了利用流水线结构实现这种FFT运算流图的数据存取规律,并按此结构利用Verilog语言设计了64点数据的6级流水线运算结构。利用振动信号测试数据进行仿真实验,结果表明该设计方法的正确可靠。     

超长可变点数FFT处理器设计与实现

介绍了超长可变点数序列FFT处理器的实现方法。采取将一维大点数FFT转换为二维小点数子FFT处理的措施,减小了存储器规模。使用乒乓RAM将基本运算模块级联,形成流水线结构,可连续高速计算N点复数序列FFT/IFFT。用现场可编程门阵列(FPGA)实现了可计算1k~1M点序列长度可变的FFT/IFFT处理器。