可配置FFT/IFFT處理器的設(shè)計(jì)及其FPGA構(gòu)造
發(fā)布時(shí)間:2021-06-21 06:14
隨著電子技術(shù)和集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于通信、信號(hào)處理、生物醫(yī)學(xué)以及自動(dòng)控制等領(lǐng)域中。離散傅立葉變換(DFT)及其快速算法FFT作為數(shù)字信號(hào)處理中的基本變換,有著廣泛的應(yīng)用。FFT算法從出現(xiàn)到現(xiàn)在已有四十多年的歷史,算法理論已經(jīng)趨于成熟,但是其具體實(shí)現(xiàn)方法卻值得研究。面向高速、大容量數(shù)據(jù)流的FFT實(shí)時(shí)處理,可以通過數(shù)據(jù)并行處理或者采用多級(jí)流水線結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。特別是流水線結(jié)構(gòu)使得FFT處理器可以通過對(duì)模塊級(jí)數(shù)的控制,很容易的實(shí)現(xiàn)不同點(diǎn)數(shù)的FFT計(jì)算。本文在分析了兩種FFT算法后,采用了按頻率抽取的混合基算法作為FFT處理器的實(shí)現(xiàn)算法,并提出了一種高速、處理點(diǎn)數(shù)可變的流水線結(jié)構(gòu)FFT處理器的實(shí)現(xiàn)方法。本設(shè)計(jì)以FPGA芯片Stratix II EP2S60F672C3為硬件平臺(tái),進(jìn)行了仿真、綜合等工作。仿真結(jié)果表明其計(jì)算結(jié)果達(dá)到了一定的精度,運(yùn)算速度可以滿足一般實(shí)時(shí)信號(hào)處理的要求。
【文章來源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
StratixII系列FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
14可配置 FFT/IFFT 處理器的設(shè)計(jì)及其 FPGA 構(gòu)造有標(biāo)出系數(shù)時(shí),則該支路的傳輸系數(shù)為 1。1X ( k)2X ( k)kNW1 2( ) ( )kNX k +W W k1 2( ) ( )kNX k W W k圖 3.1 時(shí)間抽選法蝶形運(yùn)算流圖符號(hào)圖 3.2 表示3N = 2 = 8的情況,其中輸出值 X (0)到 X (3)由式(3-7)給出,而輸出值 X (4)到 X (7)由式(3-8)給出。
可配置 FFT/IFFT 處理器的設(shè)計(jì)及其 FPGA 構(gòu)造4.5 通用蝶形單元的設(shè)計(jì)一個(gè)通用蝶形單元,使其支持 Radix-2、Radix-3、Radix-4、Ra2-dots FFT.5 為 2 點(diǎn) FFT 的硬件結(jié)構(gòu),從圖中可以看出所需的運(yùn)算資源為個(gè)減法器,0 個(gè)乘法器。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高速浮點(diǎn)FFT處理器的FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 丁智泉,張紅雨. 四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(01)
[2]基于FPGA的高速高階流水線工作FFT設(shè)計(jì)[J]. 鄧學(xué)禹. 電訊技術(shù). 2005(02)
[3]可變2n點(diǎn)流水線FFT處理器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 高振斌,陳禾,韓月秋. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(03)
[4]高速定點(diǎn)快速傅立葉變換處理器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 譚磊,張朝陽,陳文正. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2005(03)
[5]一種高效的FFT處理器地址快速生成方法[J]. 楊靚,黃巾,劉紅俠,張可為,黃士坦. 信號(hào)處理. 2004(03)
[6]基于FPGA的FFT/IFFT處理器的實(shí)現(xiàn)[J]. 孫陽,余鋒. 電子工程師. 2002(12)
碩士論文
[1]基于FPGA的FFT設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 蔡可紅.南京理工大學(xué) 2006
本文編號(hào):3240152
【文章來源】:西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
StratixII系列FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
14可配置 FFT/IFFT 處理器的設(shè)計(jì)及其 FPGA 構(gòu)造有標(biāo)出系數(shù)時(shí),則該支路的傳輸系數(shù)為 1。1X ( k)2X ( k)kNW1 2( ) ( )kNX k +W W k1 2( ) ( )kNX k W W k圖 3.1 時(shí)間抽選法蝶形運(yùn)算流圖符號(hào)圖 3.2 表示3N = 2 = 8的情況,其中輸出值 X (0)到 X (3)由式(3-7)給出,而輸出值 X (4)到 X (7)由式(3-8)給出。
可配置 FFT/IFFT 處理器的設(shè)計(jì)及其 FPGA 構(gòu)造4.5 通用蝶形單元的設(shè)計(jì)一個(gè)通用蝶形單元,使其支持 Radix-2、Radix-3、Radix-4、Ra2-dots FFT.5 為 2 點(diǎn) FFT 的硬件結(jié)構(gòu),從圖中可以看出所需的運(yùn)算資源為個(gè)減法器,0 個(gè)乘法器。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高速浮點(diǎn)FFT處理器的FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 丁智泉,張紅雨. 四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(01)
[2]基于FPGA的高速高階流水線工作FFT設(shè)計(jì)[J]. 鄧學(xué)禹. 電訊技術(shù). 2005(02)
[3]可變2n點(diǎn)流水線FFT處理器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 高振斌,陳禾,韓月秋. 北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(03)
[4]高速定點(diǎn)快速傅立葉變換處理器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 譚磊,張朝陽,陳文正. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2005(03)
[5]一種高效的FFT處理器地址快速生成方法[J]. 楊靚,黃巾,劉紅俠,張可為,黃士坦. 信號(hào)處理. 2004(03)
[6]基于FPGA的FFT/IFFT處理器的實(shí)現(xiàn)[J]. 孫陽,余鋒. 電子工程師. 2002(12)
碩士論文
[1]基于FPGA的FFT設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 蔡可紅.南京理工大學(xué) 2006
本文編號(hào):3240152
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