【摘要】： 離散傅立葉變換(DFT)是描述離散信號時域和頻域關(guān)系的重要數(shù)學(xué)工具,它在通信系統(tǒng)、圖像處理、雷達成像等方面得到了廣泛的應(yīng)用,成為許多系統(tǒng)的核心運算。隨著一些新的應(yīng)用(如實時雷達成像、DVB-T、DAB等系統(tǒng))和SoC技術(shù)(尤其是IP可復(fù)用)的出現(xiàn),對FFT模塊的實時性和可復(fù)用性有了更高的要求。常用FFT模塊完成1024點,16位字長定點、塊浮點、浮點運算需要的時間為幾十或者上百us,且接口設(shè)計不規(guī)范。如何設(shè)計高效、可復(fù)用的FFT模塊成為系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。 本文圍繞IP復(fù)用思想,提出了一種高速、定點、可配置、自適應(yīng)溢出控制FFT處理器的設(shè)計方法。其主要內(nèi)容包括:1.一種新的基4+2混合基地址生成器的設(shè)計方法。采用這種方法可在一個周期里生成混合基蝶形運算單元所需要四個操作數(shù)的地址,提高了FFT處理器的數(shù)據(jù)吞吐能力,避免了多級流水線FFT帶來的硬件開銷。2.可配置和自適應(yīng)溢出控制的體系結(jié)構(gòu)。滿足了在同一運算流程中,包含不同長度FFT運算的需求。同時自適應(yīng)的溢出控制,可在不中斷運算流水的情況下,根據(jù)蝶形運算結(jié)果,動態(tài)完成定點FFT的溢出處理,提高了處理器的效率。3.可復(fù)用的IP結(jié)構(gòu)設(shè)計。IP復(fù)用是SoC技術(shù)的重點,將FFT處理器結(jié)構(gòu)劃分為接口邏輯和核心邏輯兩部分,將方便FFT處理器作為IP核的移植和復(fù)用。 本文設(shè)計的FFT處理器,采用Xilinx公司的XCV2P30進行仿真,系統(tǒng)頻率達到了130MHz,完成16位1K點復(fù)數(shù)FFT需要9.8微秒,16K點需要221微秒。由此構(gòu)成的FFT處理器陣列,在基于SoC的合成孔徑雷達實時成像系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。
【圖文】：

先介紹了各種常用片內(nèi)總線，并對它們的特點進議術(shù)的發(fā)展，以功能設(shè)計為基礎(chǔ)的傳統(tǒng) IC 設(shè)計流程整合為基礎(chǔ)的 SoC 設(shè)計全新流程。為了能在最短進行的有效互連和集成，就需要一種標(biāo)準(zhǔn)的互技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)片上總線結(jié)構(gòu)的使用，減輕了系統(tǒng)部用性和可移植性，加快了產(chǎn)品開發(fā)和市場化的速標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的發(fā)展，目前業(yè)界已形成三種最有影響one，ARM 公司的 AMBA 和 IBM 公司的 CoreC性進行簡單的分析和比較。線協(xié)議協(xié)議【34】是 Silicore 公司提出的一種片上系統(tǒng)es 維護管理。Wishibone 總線協(xié)議，比較簡單、靈

在這三種類型總線中，AHB/ASB 是并列關(guān)系，都是系統(tǒng)總線，用來連接高性能和高吞吐率的 IP 模塊，如 CPU、片上存儲器和 DMA 控制器等，ASB 和 AHB 協(xié)議的區(qū)別在于前者的讀、寫數(shù)據(jù)采用同一條雙向數(shù)據(jù)總線。APB 是外設(shè)總線，用來連接低速的外部設(shè)備，如串口，計時器和鍵盤等。APB 總線通過一個橋連接到系統(tǒng)總線上，AHB/APB橋是 AHB 上的 Slave，也是 APB 上唯一的 Master。AMBA 總線使用需要得到 ARM 的授權(quán)，由于提供了完整的解決方案，，得到了眾多第三方的支持。在基于 ARM 處理器內(nèi)核的 SoC 設(shè)計中，已經(jīng)成為廣泛支持的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)之一。4.1.3 CoreConnect 總線協(xié)議CoreConnect【36】【37】【38】總線結(jié)構(gòu)是 IBM 公司的提出的一種高效的片內(nèi)總線協(xié)議族。它主要由三個部分組成，即處理器內(nèi)部總線 PLB(Processor Local Bus)、片上外圍總線 OPB（On-ChipPeripheral Bus）和設(shè)備控制總線 DCR（Device Control Register）。圖（4.4）【36】是一個典型的通過 CoreConnect 總線互連的系統(tǒng)，它清楚地定義了所有的系統(tǒng)構(gòu)成部件以及它們是如何連接的。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（計算技術(shù)研究所）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：TN27;TP332

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本文編號：2639220