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。     

基于CORDIC的一种高速实时定点FFT的FPGA实现

本文论述了一种利用CORDIC算法在FPGA上实现高速实时定点FFF的设计方案。利用CORDIC算法来实现复数乘法，与使用乘法器相比降低了系统的资源占用率，提高了系统速度[1]。设计基于基4时序抽取FFT算法，采用双端口内置RAM和流水线串行工作方式。本设计针对256点、24位长数据进行运算，在XilnxSpartan2E系列的xc2s300e器件下载验证通过，完成一次运算约为12μs，可运用于高速DSP、数字签名算法等对速度要求高的领域。     

应用于FFT处理器的新型串接CSD常数乘法器设计

快速傅里叶变换(FFT)广泛应用于正交频分复用(OFDM)系统的调制与解调中。FFT的输出需要输入序列与旋转因子(TF)进行复数乘法运算,由于正则有符号数(CSD)常数乘法器实现简单、硬件开销小,常用于此类复数乘法运算,但随着旋转因子常数值个数的增加,其硬件开销会成倍增长。为了降低硬件开销,利用参数分解减少常数值个数的方法,提出了一种新型串接CSD常数乘法器。仿真结果显示对比常用的布斯乘法器,该新型串接CSD常数乘法器设计方案实现与旋转因子Wi128、Wi256以及Wi512进行复数乘法运算的硬件资源消耗分别减少41%、34%和25%。     

一种高精度复数求模近似算法的设计及实现

为快速高精度的完成信号处理过程中近似复数求模运算,本文提出了一种高精度复数求模近似算法的设计和FPGA实现方法,其结合了三种具有不同误差特性的近似求模算法,并采用了简单的加法和移位操作,实现了0.878%的相对误差,精度是同类型其他近似算法的1.57-3.4倍。该算法在XC7VX690T FPGA上实现,与基于坐标旋转数字计算方法(CORDIC,Coordinate Rotation Digital Computer)的求模IP核相比,逻辑资源降至约50.1%,乘法器资源零消耗,输出延迟仅3个时钟周期,流水运算最高频率可达240MHz。     

一种基于贪婪算法的CORDIC改进算法

针对传统串行坐标旋转数字计算方法(CORDIC)耗时且占用较多资源的缺点,提出了一种旋转模式下CORDIC算法的新型改进算法,该改进算法可用来代替直接数字频率合成器(DDS)查找表进行正余弦的计算。通过采用贪婪算法实现对CORDIC旋转方向与旋转角度的优化,从而可以达到串行转并行和减少迭代次数、节约资源的目的。该算法可以应用于三角函数的复杂函数的硬件实现中。仿真结果表明,在迭代次数相同的情况下,改进算法较传统算法可以获得更高的精度。最后,在Xilinx FPGA的Spartan-3E芯片上实现了改进的CORDIC结构。与传统CORDIC算法相比,在运算精度为10-5时,可以节省Slices、LUTs(Look Up Tables)资源分别为28%和25%。     

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。     

基于CORDIC算法的流水线型FFT处理器设计

首先分析了基二FFT算法的原理以及在FPGA上实现FFT处理器的硬件结构。其次详细研究了在FPGA上实现FFT的具体过程,利用CORDIC算法实现了旋转因子乘法器,解决了整体设计过程中主要面对的几个关键问题,最终利用Verilog编程实现了基二流水线型FFT处理器,利用MATLAB与MODELSIM结合仿真结果表明该设计满足FFT处理器的基本要求,在10 MHz的采样率下完成32点FFT只需要14.45μs,设计方法也简单易行,具有一定的推广价值。     

WFTA算法的FPGA设计与实现

Winograd傅里叶变换算法（WFTA）利用旋转因子W的特性对其进行分解,能够把FFT运算中乘法次数降到最低,是一种高效且资源占用相对较少的FFT实现方法。以256点分解为两维16×16点的小数组WFTA进行运算为例介绍了大数组WFTA算法的FPGA设计与实现方案。仿真测试表明,所设计的256点FFT处理器,乘法器资源消耗仅为基-2FFT的1/2、基-4FFT的2/3,且在100 MHz主时钟频率下完成运算仅需5.8μs,满足FFT处理器的高速实时性要求。     

基于改进FFT算法的OFDM调制/解调模块设计

文章对传统FFT算法进行了改进,改进后的算法将N点DFT分解成二维√N点DFT的组合,在结构上更适合于用流水线方式实现FFT.文章首先对算法进行了推导,然后基于该算法设计了一个64点、32位字长的定点IFFT/FFT模块,用于802.11a中OFDM的调制/解调.与传统的流水线FFT比较,该模块中的复数乘法运算全部采用移位相加操作完成,因而消除了乘法器及旋转因子ROM的使用,降低了功耗.最后,对该模块进行了验证仿真.结果表明,在流水线饱和的情况下,该模块完成一个64点的FFT运算只需要8个时钟周期,在20MHZ时钟频率下,该模块的功耗为0.26W,完全能满足移动通信中对于高速度、低功耗的要求.     

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。     

基于CORDIC算法的复数除法器FPGA实现

在现代数字信号处理电路设计中,除法器有着广泛的应用。这里阐述一种复数除法器的设计思想和实现方法,引入CORDIC算法到复数的除法运算中,利用CORDIC旋转操作来代替乘、加法操作,然后采用双比特移位操作得到最终运算结果。经CORDIC旋转后数据最多只放大2位位宽,因此可以减少硬件实现中的器件迭代次数。经过FPGA验证结果表明,整个设计运算速度快、节省器件,并且计算精度高。     

用硬件作快速付里叶变换

本文论述高速信号处理系统KSP中的快速付里叶变换(FFT)的运算方式及其硬件化。KSP是把FFT作为它的基本运算的信号处理用的计算机,为了使其具有高速处理能力和运算功能,以及系统结构的灵活性,所以采用了流水的处理方式、总线指向形结构和微程序控制方式。FFT的算法,采用的是基-2 Sande算法,按in place方式执行。并且采用三组存贮器和FFT运算器联系起来进行流水处理。FFT运算器是由进行A+B,(A-B)×W~x计算的复数运算器(CAU),和它前后的数据排列器两部分组成,采用4段流水来实现。CAU是以新设计的复数乘法器作为它的结构中心,进行定点运算,采用了防止在运算中引起溢出和使其有效数字的位数下降到最少的方法。在FFT运算的存贮地址产生中,采用了巧妙地利用位倒序电路作排列转换的方法。另外,采用这种方法使得对于不同流水长度的各种运算器的地址产生变得很容易。     

高效可配置浮点FFT处理器设计

为了克服高精度浮点FFT处理器具有较大资源开销的设计瓶颈,采用基于单口存储器的FIFO构建共享蝶形结构的R2/22SDF流水可配置结构.采用适合浮点设计的基2/22算法实现流水结构,不仅有利于可配置电路的实现,还能够有效减少复数乘法次数,提高复数乘法器的计算效率.采用双倍数据位宽的单口存储器实现FIFO存储器,有效避免了双口存储器面积和功耗较大的问题.改进的蝶形共享结构实现两级蝶形的合并,解决了单路径延迟反馈流水线结构蝶形单元利用率低的问题.与传统流水线结构FFT处理器设计相比,有效降低了浮点设计中的资源开销,提高了计算单元的利用效率.     

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。     

一种基于0.35m工艺的高速混合旋转结构DDFS

设计实现了一种基于CORDIC算法和乘法器的直接数字频率合成器。采用混合旋转算法实现相位幅度转换,最高工作频率达到400MHz。在算法级,将DDFS中需要执行的π/4旋转操作分成两次旋转完成,第一次旋转采用CORDIC算法,第二次旋转采用乘法器来完成,同时采用流水线结构来实现累加器,提高整体性能。在晶体管级,采用DPL(Double-pass-transistor logic)逻辑实现基本电路单元,减少延迟提高速度。经0.35μmCMOS工艺流片,在400MHz的工作频率下,输出信号在80MHz处,SFDR为76.47dB,整个芯片面积为3.4mm×3.8mm。     

基于嵌入式的CORDIC算法的改进及实现

介绍了CORDIC算法的基本原理,分析了CORDIC算法的具体计算方法.针对利用CORDIC流水线实现FFT蝶形运算耗费资源多的问题,依据CORDIC计算迭代系数的方法改进了CORDIC流水线的结构形式,使其适应FFT算法.整个FFT处理器的实现主要利用了Cyclone Ⅱ系列的EP2C35F672C6.并通过时序仿真和硬件仿真来进行比较.它们的计算结果基本一致.     

一种改进型基-8 FFT算法及其ASIC实现

本文在介绍传统FFT原理和流程的基础上，根据具体应用要求，结合基-4算法的长处，对传统基-8FFT的结构做了改进，并用ASIC实现了一个12位64点复数FFT的计算。布线后门级模型的仿真验证了改进后的结构不但计算正确，而且效率有显著的提高。论文最后简单总结了改进后12位64点复数FFT专用电路目前已经达到的性能指标。     

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.     

16点基4-FFT芯片设计技术研究

FFT算法是高速实时信号处理的关键算法之一,在很多领域有广泛应用。文中采用了基-4,按时间抽取FFT算法,完成了16点,32bit位长,定点复数FFT的设计。基-4蝶形单元中采用32位Booth算法乘法器,并使用3级流水线设计,并行的处理四路输入数据,极大地提高了FFT的处理速度。本设计划分为多个功能模块,全部采用Verilog HDL语言描述,并且通过仿真验证。     

流水线结构FFT/IFFT处理器的设计与实现

针对实时高速信号处理的要求，设计并实现了一种高效的FFT处理器。在分析了FFT算法的复杂度和硬件实现结构的基础上，处理器采用了按频率抽取的基—4算法，分级流水线以及定点运算结构。可以根据要求设置成4P点的FFT或IFFT。处理器可以对多个输入序列进行连续的FFT运算，消除了数据的输入输出对延时的影响。平均每完成一次N点FFT运算仅需要Ⅳ个时钟周期。整个设计基于Verilog HDL语言进行模块化设计。并在Altera公司的Cyclone Ⅱ器件上实现。