16点基4-FFT芯片设计技术研究.pdfVIP

维普资讯 2007年第1期 中图分类号：TN402 文献标识码：A 文章编号：1009—2552(20o7)01一O064—04 16点基 4一FFT芯片设计技术研究 丁晓磊，朱 恩，赵 梅 (东南大学射频与光电集成电路研究所 ，南京 210096) 摘 要：n 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。文中采用了基一 4，按时间抽取FFTr算法，完成了16点，32bit位长，定点复数FFr的设计。基 一4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 FFr的处理速度。本设计划分为多个功能模块，全部采用VerilogHDL语言描述，并且通过仿真 验证 。 关键词：FFr；基 一4蝶形运算单元；流水线；VerilogHDL Technologyresearch 0fa 16一point．radix一4 FFT chip design DINGXiao—lei．ZHUEn．ZHAO Mei (InstituteofRFOE—Ics，SoutheastUniver~ty，Nanjing210096，China) Abstract：TheFastFourierTransform(n )isoneofthemostimportantalgorithmsofhighreal—timesignal processing．Inhtisarticle，hteprocessorisdesignedofr16samples，32bits，fixed，complexn ．Th eradix一 4butterflyunitadoptshte32bi~multiplierofBooht algorithm．Th e3levelspipelinestructureand4parallele dataareuesedinhteF1F]rprocesosr．Th emainpurposeofusinghtesetobhniquesisgetbetterperfomr anceby balancing htespeedandhtepowerconsume．Th isdesignhas somefunctionblocksbasde onVerilogHDL，and itproveshteverity． Keywords：n ；radix一4butterflyunit；pipe line；VerilogHDL 0 引言 法、基 一4算法的优点，但L型碟式运算结构在控制 FFTr作为时域和频域转化的基本运算，是数字 上要复杂。基 一4算法与基 一2算法相比，节省约 谱分析的必要前提。FFr方法是信号处理领域核心 25％乘法次数，并且可以使存储器和运算部件间的 的算法之一，广泛应用于雷达处理 、观测，定时定位 必要通讯减少一半，并行l生提高4倍，同样时钟频率 处理，数字通信、无线通讯、声纳、图像处理等领域。 下的运算速度是基 一2FFr的2倍。从算法的角度， FFr的实现方法分软件和硬件实现两类，高速实时 基一4FFr比基 一2FFr结构更能实现低功耗 。综 FFr的实现以硬件实现方法为主，具体又分为ASIC 合考虑，本文采用基 一4FFTr算法。 方法 、FPGA方法 、DSP方法 和通用 处理机方 法 本文以16点FFTr处理器的硬件设计为切入点， (GPP)等。从处理速度、芯片面积和功耗等几方面 运用并行结构设计，在低功耗和速度方面做了考虑。 考虑，ASIC方法性能最好 ，FPGA方法次之。