基于分级存储并行运算的FFT处理器设计

研究了一种基于分级存储并行运算的改进快速傅里叶变换(FFT)处理器算法,通过减少对RAM存储器的读写次数降低功耗,采用并行运算方法减少数据处理时间.基于该算法以及改进的基-4蝶形单元设计了一款4096点FFT处理器.该处理器采用SMIC 0.18μm CMOS工艺设计实现,芯片核面积为9mm2,在slow工艺角条件下,版图后仿真最高时钟频率为192.3MHz,功耗为422mW@100MHz,最小处理时间为67.92μs.     

基于FPGA的基-16FFT模块的实现

阐述了采用Alter公司的StratixⅡ系列FPGA设计高速FFT处理器的实现方法及技巧;充分利用其芯片的硬件资源,减少复杂逻辑,采用流水方式对复数数据实现了FFT运算;整个设计采用流水与并行方式尽量避免“瓶颈”的出现,提高系统时钟频率,达到高速处理;实验表明,此处理器既有专用ASIC电路的快速性,又有DSP器件灵活性的特点,适合用于高速数字信号处理。     

合成孔径雷达定点CS算法量化噪声分析

为了实现星载合成孔径雷达(synthetic apertureradar,SAR)成像处理器小型化和实时信号处理,该文重点研究定点运算和有限字长存储引入的量化噪声。根据chirpscaling (CS)成像算法,建立了CS算法定点运算的量化误差模型,分析了处理流程中的量化噪声,推导了系统输出噪信比与系统字长、FFT长度等参数之间的关系。采用不同系统字长对Radarsat-I数据成像,图像质量分析与所述理论一致,结果表明:通过计算处理流程的噪信比,可实现定点SAR成像处理器系统字长等关键参数的设计。     

基于FPGA的高速FFT处理器的设计与实现

针对高速实时信号处理的要求,提出了4096点快速傅立叶变换（FFT）处理器在现场可编程门阵列（FPGA）中的设计与实现方法。该方法采用了按频率抽取（DIF）基4算法和6级流水线结构,每级均采用FIFO存储器实现延迟功能,和四路转接器一起共同完成序列的码位抽取。为了避免数据溢出,采用块浮点结构来表示数据,节省了器件资源。实验结果表明,该方法在保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。     

基于FPGA的FFT处理器的研究与设计

提出了一种基于FPGA的64点定点快速傅立叶变换(FFT)的实现方案,并采用EP2C70型号的FPGA实现了处理器.该处理器采用按时间抽取的基 2算法和6级流水线结构,每级将乘法器的旋转因子输入端固定为常数而不是作为变量从ROM中读取,流水寄存中间数据结果.采用Verilog语言在RTL级上进行了编程实现,并进行了逻辑综合、时序仿真和硬件测试.硬件测试结果与Matlab计算结果吻合得较好,证明了方案设计和程序的正确性.该处理器具有运算速度快、精度高等优点,适合于高速信号处理的应用场合.     

一种快速FFT处理器的地址生成方法

研究一种适用于VLSI设计的高速、低功耗快速傅里叶变换(FFT)处理器中操作数与旋转因子的地址快速生成方法.通过引入r进制数(r＝2,4,8,...)的概念对离散傅里叶变换(DFT)算法进行重新推导,并利用r进制数的运算规则得出了一种新的基r数的固定点与可变点长Cooley-Tukey FFT算法的地址快速生成方法.该方法还进一步减少了旋转因子的读取次数,并对可变点长FFT处理器中旋转因子的存储容量进行了压缩.     

一种应用于DC-OFDM系统的FFT处理器设计

设计了一种应用于双载波正交频分复用(DC-OFDM)无线通信系统的高速、低功耗快速傅里叶变换(FFT)处理器.为降低传统并行架构带来的硬件实现开销,提出了一种新型的结合FFT分解的多路并行架构,有效减少了实现所需的乘法器和加法器数目,在提高处理器数据吞吐率的同时,进行了芯片面积的优化.另外,采用提出的处理单元实现不同的基运算,并对基-2、基-22、基-23、基-24不同架构下的定点FFT运算所需的硬件开销进行定量分析,以选择最优的基结构.最后,介绍了旋转因子乘法器的设计.设计实现的128点FFT处理器采用SMIC 0.13μm CMOS工艺,芯片面积为1.44 mm2,最大数据吞吐率达到1GS/s,在典型工作频率500MS/s下的功耗为39.5mW.与现有其他128点FFT处理器相比,减小了面积,节约了功耗.     

多路并行流水线型基22FFT算法实现

FFT算法作为OFDM系统的核心算子占用其系统处理的大多数时间，为提高OFDM系统数据传输速度，提出了一种改进的多路并行流水线型基22FFT实现架构。在实现过程中着重对旋转因子的存储进行片上缓存优化，减少了乘法运算次数从而减小整体运算复杂度；设计的数据整合模块用于控制时序，从而保证P路并行流水型架构正确实现，数据运算吞吐率成P倍提高。RTL仿真结果表明，与同类架构相比，提出的架构在硬件开销适中的同时使得性能分别提升了127%、204%、5088%，并且具有FFT点数可扩展的特点，可满足随着通信标准的不断提高，FFT点数逐渐增大的实际应用需求。     

基于FPGA的8K点FFT的设计与实现

采用4K点复数FFT实现8K实数点FFT;数据存储单元采用双口乒乓RAM结构;采用级联结构流水线的设计方式,基4蝶形结构完成前6级的运算,双基2蝶形结构完成最后一级运算;使用块浮点溢出检测.实验结果表明,在时钟周期为8.74ns的正常状态下,采用FFT处理器实现8K实数点FFT仅需要35.799μs,达到了高速运算的目的.     

FFT处理器的高密度可编逻辑器件实现

为了提高快速离散傅立叶变换（FFT）的处理速度,研究了一种宜于高密度可编逻辑器件（CLPD）实现FFT处理器的硬件结构,并利用CPLDFLEX10K设计和实现了128点FFT单片处理器,系统的仿真表明,该处理器运算结果正确,在系统时钟频率为20MHz时,128点复数FFT处理器的计算时间小于230us。研究表明：CPLD与FFT的结合将提高FFT的处理速度,从而使FFT的应用更加广泛。     

高速浮点FFT处理器的FPGA实现

介绍了一种基于FPGA的1024点自定义24位浮点FFT处理器的设计。采用改进的蝶形运算单元,减小了系统的硬件消耗,改善了系统的性能。采用流水的方式提高了系统的处理速度,使计算与存储器读/写等操作协调一致;浮点算法使得系统具有较高的处理精度。该设计方法可以广泛应用于高速数字信号处理领域。     

基于FPGA的R-64 FFT处理器的实现

快速傅里叶变换(FFT)处理器是大多数数字信号处理和数字通信系统的关键部件.文章实现了一种4 k(4 096)点改进的R-64(基-64)FFT处理器,相对于其他 R-4的流水线结构,具有占用资源更少、控制更简单等特点.该FFT处理器采用浮点数制流水线结构,能够连续处理输入数据,对R-4处理单元的改进减少了62.5%的复数加法器;该FFT处理器基于FPGA的系统时钟能够达到89 MHz,数据吞吐量为4 096 point/46 μs.     

现代雷达中的高速FFT设计

针对FFT专用处理器无法满足现代雷达高速实时信号处理的要求,提出了四种高速FFT的设计方案。方案在分析比较各种FFT算法的基础上,兼顾速度、资源和复杂度三个方面,选用基4算法,利用CORDIC算法产生旋转因子,点数和字长均可灵活配置,工程可实现性强。设计方案的性能分析和硬件实现验证了设计方案的有效性,适应现代雷达的不同处理要求。     

基于CPLD实现可扩展(I)FFT处理器的设计

提出了基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)实现傅立叶变换点数可灵活扩展的高速FFT处理器的结构设计以及各功能模块的算法实现,包括高组合数FFT算法的流水线实现结构、读/写RAM地址规律、补码实现短点数FFT阵列处理结构以及补码实现CORDIC(坐标旋转数字计算机)算法的流水线结构等,输入数据速率为20 MHz时,1024点FFT运算时间约为50 us.     

基于ASIC的128点FFT处理器的设计

所研究的芯片是128点定点FFT处理器,该处理器主要应用于超宽带无线通信系统.采用一种适合于128点快速傅里叶变换(FFT)的混合基-22/2的按频率抽取算法,并在此基础上设计一种并行运算与流水线结构相结合的硬件系统.详细描述了系统状态机的设计,最终实现了一个满足时序和设计工艺要求,达到了以下指标:工作频率66 MHz,芯片面积3.54 mm2,功耗为71.6 mW的高性能的FFT的IP处理器核.     

并行数据FFT/IFFT处理器的设计

针对采用快速傅里叶变换(FFT)技术的多种应用场合,在分析基-2及基-4按时域抽取Cooley-Turkey算法特点的基础上,提出一种高性能FFT/IFFT处理器的硬件设计架构.通过改进基-4蝶形单元,可进行形如2的幂次方点数的FFT/IFFT运算.该结构能够并行地从4个存储器中读取蝶形运算所需操作数.仿真结果表明,该结构可以运用于对面积和速度要求较高的应用场合.     

利用寻址自主结构实现快速算法的研究

文章提出一种ＳＩＭＤ处理机数组结构的寻址自主算法，并以实例证明寻址自主用于ＳＩＭＤ机器的许多优点以及寻址自主能够加速许多通用算法，同时利用处理机数组比较了有、无寻址自主算法的性能。最后讨论了寻址自主广泛用于其它感兴趣的问题以及给出虚拟处理的一个注释。     

雷达模拟器信号处理机

目的 研究电子对抗测量雷达模拟器信号处理机的系统结构和实现方法。方法 信号处理机以开放化、模块化、标准化、程控化为设计原则,采用具有重配置和高速传输能力的ＶＸＩ总线系统结构和具有灵活编程的超高速处理能力的ＤＳＰ处理器,构造多功能的信号处理机。结果与结论 该雷达模拟器信号处理机能够满足雷达模拟器多种信号处理和实际干扰效果测量的要求,具有编程性好、可靠性高、标准化等特点。     

一种基于FPGA+ARM的高速电力谐波检测仪硬件的设计与实现

介绍了一种结合FPGA硬逻辑的高速数据处理能力和ARM的高效数字功能扩展能力,实现实时高速电力谐波检测的"FPGA+ARM"硬件新构架.这种新架构采用复用逻辑及流水线技术在FleA上实现了A/D采样控制、加窗、FFT及模平方等运算.采用uClinux为操作平台在ARM处理器完成对FPGA的现场配置、数据通信处理及人机交互接口等功能.实际应用表明,这种架构可较好地解决电力谐波检测中的"实时性与精确度的矛盾".     

基于FPGA+DSP的高速基带信号处理平台的设计

针对目前无线通信系统基带信号处理平台功能单一、灵活性差、运算能力弱等问题,在传统处理器架构的基础上提出了一种改进高速基带信号处理平台的硬件设计方案。该方案采用FPGA+DSP的处理架构,依托高性能的器件和高速接口,搭建了一个高性能的通用基带信号处理平台。该平台直接实现对中频数字信号的处理,融合数字上下变频与基带算法于一体,具有模块化、灵活性等特点。实验结果表明,该基带处理平台能快速接收并实时处理各类基带信号,数据处理能力达到了较高水平。