资源描述：
《基于fpga的fft处理器的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、摘要快速傅立叶变换(FFT)作为时域和频域转换的基本运算，是数字谱分析的必要前提。传统的FFT使用软件或DSP实现，高速处理时实时性较难满足，因此专用电路(ASIC)和可编程逻辑器件(以现场可编程门阵列FPGA为代表)应运而生。速度上ASIC更占优势，但是随着点数的增加，芯片面积将迅速扩大，也就意味着成本的提高。而FPGA内部含有硬件乘法器，大量的存储单元和可编程I/O，十分适合于FFT处理器的实现，而且相对ASIC，成本低廉，可以反复编程，便于调试，也更具市场竞争力。本文提出了1024点FFT处理器在FPGA中的设计与实现方法。(1
2、)该方法采用了按时间抽取(DIT)基-4算法和5级流水线结构，并对核心单元蝶形处理器和流水线结构进行改进设计，使其在节约了大约75%的硬件面积的同时还大大提高了运算的速度，从而达到系统高速实时的要求。(2)设计内置双端口RAM存储数据，控制简单，而且速度很快；用ROM存储旋转因子，并采用查找表的方式取数，节省时间。(3)为了避免数据溢出，采用块浮点结构来表示数据，这是对定点和浮点数一种很好的折中，节省了大量器件资源。(4)最后通过Matlab仿真结果对硬件实现FFT算法进行验证，以证明本文所提出的方法的正确性。试验结果表明，该方法在保
3、证运算精度和实现复杂度的同时，提高了处理器的数据时钟频率和处理速度，达到了预期的目标。关键词快速傅立叶变换；现场可编程门阵列；蝶形处理器；流水线结构；块浮点结构AbstractFastFourierTransformisanecessarypreconditionofdigitalspectralanalysisasthebasiccomputingbetweenthetimedomainandfrequencydomain.ThetraditionalFFTusessoftwareorDSPtorealize,whichisdiff
4、iculttomeetreal-timeinhighspeedprocessing.Applicationspecificintegratedcircuit(ASIC)andprogrammablelogicdevice(representedbyfieldprogrammablegatearray,FPGA)arisesatthehistoricmoment.ASIChastheadvantageinthespeed,butthechipareawillexpandrapidlywiththeprocessingpointsincr
5、easing,whichmeanstheimprovementofcosts.WhileFPGAcontainshardwaremultipliers,massivememorycellsandprogrammableI/O,soitisverysuitableforimplementationofFFTprocessor.Therefore,FPGAislow-cost,easytodebugandcanberepeatedlyprogrammed.Ithasmoremarketcompetitiveness.Inthispaper
6、,thedesignandimplementationmethodsofthe1024-pointFFTprocessorinFPGAisproposed.(1)ThismethodusesRadix-4DITalgorithmsand5-stagepipelinestructures,andimprovesthedesignofbutterflyprocessorandpipelinestructure.Itcansavearound75%ofhardwareareaandalsogreatlyenhancethecomputing
7、speed,soastoachievetherequirementsofhigh-speedandreal-timesystem.(2)Itdesignsbuilt-dual-portRAMtostoredata,foritiseasy-control,andfast.ItalsousesROMtostoretwiddlefactors,andgetsnumbersthroughlookuptabletosavetime.(3)Toavoiddataoverflow,blockfloating-pointstructureisused
8、,whichisagoodcompromisebetweenfixed-pointandfloating-point.Italsosavesdeviceresources.(4)Finally,theauthentica
