基于FPGA的32位浮点FFT处理器的设计 被引量：9

1

作者 赵忠武 陈禾 韩月秋 《电讯技术》 北大核心 2003年第6期73-77,共5页

介绍了一种基于FPGA的1024点32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。详细讨论了32位浮点加法器/减法器、乘法器的分级流水技术,提高了系统性能。浮点算法的采用使得系统具有较高的... 介绍了一种基于FPGA的1024点32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。详细讨论了32位浮点加法器/减法器、乘法器的分级流水技术,提高了系统性能。浮点算法的采用使得系统具有较高的处理精度。 展开更多

关键词 FPGA 蝶形运算单元 快速傅里叶变换 浮点FFT处理器 分级流水 可编程门阵列

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高性能基4快速傅里叶变换处理器的设计 被引量：11

2

作者 段小东 顾立志 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第24期238-240,243,共4页

研究并设计高性能基4快速傅里叶变换(FFT)处理器。采用基4算法、流水线结构的蝶形运算单元,提高了处理速度,使芯片能在更高的时钟频率上工作。运用溢出检测状态机对每个蝶形运算单元输出的数据进行块浮点检查,确保对溢出情况进行正确判... 研究并设计高性能基4快速傅里叶变换(FFT)处理器。采用基4算法、流水线结构的蝶形运算单元,提高了处理速度,使芯片能在更高的时钟频率上工作。运用溢出检测状态机对每个蝶形运算单元输出的数据进行块浮点检查,确保对溢出情况进行正确判断。验证与性能评估结果表明,该FFT处理器具有较高性能。 展开更多

关键词 快速傅里叶变换算法 基4算法 块浮点算法 蝶形运算单元

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一种基于FPGA的高速短时傅里叶实现 被引量：5

3

作者 夏明赟 蒋涛 《通信技术》 2012年第7期113-115,共3页

短时傅里叶变换(STFT)由于其算法简单、处理时间短及易于实现等优点,因此其在图像处理、语音分析、信号检测及参数估计等领域获得越来越多应用。通过分析短时傅里叶变换算法原理,设计了一种基于现场可编程逻辑器件(FPGA)的高速短时傅里... 短时傅里叶变换(STFT)由于其算法简单、处理时间短及易于实现等优点,因此其在图像处理、语音分析、信号检测及参数估计等领域获得越来越多应用。通过分析短时傅里叶变换算法原理,设计了一种基于现场可编程逻辑器件(FPGA)的高速短时傅里叶实现结构,该结构充分利用蝶形单元运算特点,在满足时间分辨率及频率分辨率的基础上降低了运算复杂度,并在高速率运行时钟下节省了硬件资源。 展开更多

关键词 短时傅里叶变换(STFT) 快速傅里叶变换(FFT) 蝶形运算单元

原文传递

数字卫星通信中的Viterbi算法及DSP实现 被引量：2

4

作者 董鹏 张锁熊 田迎举 《现代电子技术》 2003年第2期31-33,共3页

介绍了应用于数字卫星通信的 Viterbi (维特比 )译码算法 ,讨论了影响编码增益的几个参数 ,提出了用 TI(德州仪器 )公司 TMS32 0 C5 4

关键词 数字卫星通信 DSP VITERBI算法 蝶形运算单元 距离度量 回溯深度 CCSU

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语谱分析的FPGA实现 被引量：3

5

作者 孙红英 杨鸿武 陶中幸 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期1238-1242,共5页

语谱是语音信号短时时频分析结果的图形显示,能够清楚地揭示语音信号的时变频谱特性,反映语音信号的动态频谱特性和时域变化特性,在语音信号的分析以及语音学的研究中具有重要的价值。该文利用短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transf... 语谱是语音信号短时时频分析结果的图形显示,能够清楚地揭示语音信号的时变频谱特性,反映语音信号的动态频谱特性和时域变化特性,在语音信号的分析以及语音学的研究中具有重要的价值。该文利用短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transform,STFT)方法对语音信号进行分析,采用了一种按时域抽取基-4 FFT算法实现流水线结构的蝶形运算单元,在FPGA上实现了语音信号的语谱分析,并利用非线性映射算法实现了语谱的VGA显示。 展开更多

关键词 语谱 时频分析 短时傅里叶变换(STFT) 蝶形运算单元 FPGA

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一种适用于DVB-T系统的新型FFT处理器设计 被引量：2

6

作者 周加铳 陈咏恩 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2006年第27期16-19,共4页

针对地面数字视频广播(DVB-T)系统中高速FFT处理器的设计要求,提出了一种新的基16/8混合基算法及其实现结构。采用单个基16/8复用的蝶形运算单元顺序处理,并通过减少乘法器数目,有效降低了硬件消耗;运算单元内部采用“基4+基4/2”级联... 针对地面数字视频广播(DVB-T)系统中高速FFT处理器的设计要求,提出了一种新的基16/8混合基算法及其实现结构。采用单个基16/8复用的蝶形运算单元顺序处理,并通过减少乘法器数目,有效降低了硬件消耗;运算单元内部采用“基4+基4/2”级联流水线方式,大大加快了运算速度;此外,应用对称乒乓RAM结构提高了蝶算单元的连续运算能力;并且使用改进的块浮点防溢出机制,以保证运算精度。仿真和实现结果表明该设计具有良好的性能,完全满足实际应用要求。 展开更多

关键词 快速傅立叶变换 蝶形运算单元 流水线 对称乒乓RAM结构 防溢出

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基于CORDIC算法的基4DIT-FFT处理器的设计 被引量：3

7

作者 李晓彤 李欣 《现代电子技术》 北大核心 2016年第21期95-98,共4页

随着海洋开发和信息产业的发展,高速、大容量、高可靠性的水声通信系统成为研究热点。论述了一种用于水声通信系统中的基4DIT-FFT处理器的设计。该设计利用CORDIC算法优化蝶形运算单元,将复数乘法转换为硬件易于实现的加、减、移位运算... 随着海洋开发和信息产业的发展,高速、大容量、高可靠性的水声通信系统成为研究热点。论述了一种用于水声通信系统中的基4DIT-FFT处理器的设计。该设计利用CORDIC算法优化蝶形运算单元,将复数乘法转换为硬件易于实现的加、减、移位运算,并通过Matlab对伸缩系数与旋转系数进行预处理,大大加快了运算速度且降低了系统复杂性。在此基础上设计了一种1024点12位的基4DIT-FFT处理器。 展开更多

关键词 CORDIC算法 基4DIT—FFT 蝶形运算单元 流水线结构

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数据采集系统中信号滤波分析方法的优化 被引量：2

8

作者 刘培林 张晟 李锋 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2013年第11期4051-4056,共6页

针对数据采集在信号滤波分析方面存在的问题,在数据采集信号滤波分析的基础上,结合连续离散傅里叶变换(DFT)的递归过程和实时分裂基FFT算法原理,提出了一个基于DFT递归过程的信号滤波分析方法。该滤波分析方法中蝶形运算单元的模块特性... 针对数据采集在信号滤波分析方面存在的问题,在数据采集信号滤波分析的基础上,结合连续离散傅里叶变换(DFT)的递归过程和实时分裂基FFT算法原理,提出了一个基于DFT递归过程的信号滤波分析方法。该滤波分析方法中蝶形运算单元的模块特性对实时分裂基FFT算法进行优化,将优化后的方法应用到某柴油机数字化实验系统中,实验结果表明,优化后的方法解决了信号滤波分析中缺少实时性的问题,降低了滤波分析的计算复杂度,提高了数据采集信号滤波分析的效率。 展开更多

关键词 数据采集 信号滤波分析 离散傅里叶递归过程 实时分裂基快速傅里叶算法 蝶形运算单元

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高速65536点FFT的FPGA实现 被引量：2

9

作者 王伟 梁树国 马效波 《中国集成电路》 2019年第10期60-65,共6页

随高速信号处理技术在雷达、图像和通信领域的广泛应用,数字信号处理核心算法——快速傅里叶变换(FFT)具有重要的研究价值。本文基于现场可编程门阵列(FPGA)芯片,采用基-2蝶形算法实现了65536点的FFT;其中,开展的主要工作包括研究了固... 随高速信号处理技术在雷达、图像和通信领域的广泛应用,数字信号处理核心算法——快速傅里叶变换(FFT)具有重要的研究价值。本文基于现场可编程门阵列(FPGA)芯片,采用基-2蝶形算法实现了65536点的FFT;其中,开展的主要工作包括研究了固定结构的FFT算法实现架构,优化了数据存储及寻址逻辑,最后利用FPGA在并行处理、流水线处理、易编程方面优势实现了高速、大点数的FFT,并给出了时序波形。 展开更多

关键词 快速傅里叶变换 FPGA 蝶形运算单元 旋转因子

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基-4FFT处理器的优化设计与应用 被引量：1

10

作者 高博 尹若童 +1 位作者 张乙海 宋紫祎 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第11期1491-1496,共6页

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)因其高效而广泛应用于信号处理系统。文章通过分析按时间抽取的基-4FFT算法,针对1024点设计了一款5级流水线型FFT处理器。在处理器结构中每级内采用蝶形运算单元的分时复用方法降低了硬件资... 快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)因其高效而广泛应用于信号处理系统。文章通过分析按时间抽取的基-4FFT算法,针对1024点设计了一款5级流水线型FFT处理器。在处理器结构中每级内采用蝶形运算单元的分时复用方法降低了硬件资源消耗;在5级连接结构设计中采用流水线技术提高算法处理速度。该处理器采用现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)进行验证,结果表明,在50 MHz的条件下,11.9μs即可完成1024点运算,通过光电容积脉搏波检测应用验证了其正确性。 展开更多

关键词 坐标旋转数字计算(CORDIC)算法 基-4时域抽取快速傅里叶变换(FFT) 蝶形运算单元 流水线结构 分时复用

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卫星通信中基于DSP的Viterbi算法的实现 被引量：2

11

作者 谢世珺 马金岭 李永超 《电子工程师》 2008年第10期20-23,34,共5页

在卫星通信系统中,卷积编码可以纠随机错误,实现差错控制,其译码芯片Q1900早已停产,从而转向采用其他手段实现Viterbi算法。用TMS320C54X系列芯片实现了Viterbi译码算法,介绍了软件实现的几个关键步骤,采用加-比-选方式,并利用大数判决... 在卫星通信系统中,卷积编码可以纠随机错误,实现差错控制,其译码芯片Q1900早已停产,从而转向采用其他手段实现Viterbi算法。用TMS320C54X系列芯片实现了Viterbi译码算法,介绍了软件实现的几个关键步骤,采用加-比-选方式,并利用大数判决准则,简化算法实现,同时,对算法进行了计算机仿真。根据实现情况计算其所需要的指令和时间,可完成多路译码。该方法已在实际工程中得到具体应用,系统运行稳定可靠。 展开更多

关键词 卫星通信 VITERBI算法 蝶形运算单元 CCSU

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一种高精度低开销的FFT设计

12

作者 戴澜 皮义强 《电子世界》 CAS 2021年第15期122-124,共3页

随着5G等先进通信技术的快速发展,系统对FFT的精度和成本开销要求越来越高。本文提出了一种定点递归结构的高精度低开销1024点FFT设计方法:设计了一种简单有效的地址产生方案对蝶形运算单元所需数据的无等待访问,使蝶形单元在每个运算... 随着5G等先进通信技术的快速发展,系统对FFT的精度和成本开销要求越来越高。本文提出了一种定点递归结构的高精度低开销1024点FFT设计方法:设计了一种简单有效的地址产生方案对蝶形运算单元所需数据的无等待访问,使蝶形单元在每个运算阶段都处于高利用率状态;提出了一种新颖的定点算法,在保留定点运算结构简单、资源消耗少等特点的基础上有效得提高了结果的精度。使用MATLAB进行仿真分析,输出信噪比为64.4dB,基于SMIC 130nm标准单元库对处理器进行综合,在PVT条件为SS/1.08V/125℃下,面积为36.34kGE,吞吐量为1.50Gbps。 展开更多

关键词 蝶形运算单元 递归结构 蝶形单元 定点算法 定点运算 输出信噪比 FFT 标准单元库

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基于寄存器组的FFT处理器 被引量：1

13

作者 蔡梦 张科峰 +1 位作者 邹雪城 杨晓峰 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期55-57,68,共4页

针对目前快速傅里叶变换(FFT)处理器存储器访问算法复杂度较高,实现起来面积较大的问题,采用寄存器交换策略实现无冲突地址读写.以存储器迭代结构为主体构建FFT处理器结构,并设计了一种基于流水线的蝶形运算单元.根据基4蝶形运算数据选... 针对目前快速傅里叶变换(FFT)处理器存储器访问算法复杂度较高,实现起来面积较大的问题,采用寄存器交换策略实现无冲突地址读写.以存储器迭代结构为主体构建FFT处理器结构,并设计了一种基于流水线的蝶形运算单元.根据基4蝶形运算数据选择的规律性,采用数据移位操作可以去除存储器中的地址解码器和控制逻辑.采用门控时钟降低系统的功耗.设计的FFT处理器通过SMIC 0.18μm工艺综合仿真,其面积为0.6 mm2,整个处理过程只需要60个时钟周期.在20 MHz的工作频率下,系统的平均动态功耗为7mW.该结构可以满足IEEE 802.11a的要求,并且具有小面积及高效的特点. 展开更多

关键词 处理器 正交频分复用 快速傅里叶变换 存储器迭代 蝶形运算单元 无线局域网

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高速64点FFT芯片设计技术 被引量：1

14

作者 赵梅 丁晓磊 朱恩 《电子工程师》 2007年第3期13-17,共5页

针对高速64点FFT(快速傅里叶变换)处理芯片的实现,分析了FFT运算原理,并根据FFT算法原理介绍了改进的FFT运算流图。介绍了FFT处理器系统的各模块的功能划分,并根据FFT处理器结构及其特殊寻址方式,采用Verilog HDL对处理器系统的控制器... 针对高速64点FFT(快速傅里叶变换)处理芯片的实现,分析了FFT运算原理,并根据FFT算法原理介绍了改进的FFT运算流图。介绍了FFT处理器系统的各模块的功能划分,并根据FFT处理器结构及其特殊寻址方式,采用Verilog HDL对处理器系统的控制器、双数据缓存、地址生成器、蝶形运算单元以及I/O控制等模块进行了RTL(寄存器传输级)设计,并在ModelSim中对各模块以及整个系统进行功能仿真和验证,给出了部分关键模块的仿真波形图。设计中,注重从硬件实现以及电路的可综合性等角度进行RTL电路设计,以确保得到与期望性能相符的硬件电路。 展开更多

关键词 FFT(快速傅里叶变换) 蝶形运算单元 地址生成器 控制器 流水线 并行结构

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基于0.18μm CMOS工艺的高速1024点FFT芯片设计研究

15

作者 俞中英 朱恩 《电子器件》 CAS 2007年第6期2028-2031,共4页

基于TSMC0.18μm CMOS工艺标准单元库,设计了高速1024点FFT处理器。数据采用IEEE754标准单精度浮点格式,实现高精度数据处理;在设计中通过使用改进的按时间抽取的基二算法,降低了寻址的复杂度;采用流水线技术设计了蝶形运算单元,提高了... 基于TSMC0.18μm CMOS工艺标准单元库,设计了高速1024点FFT处理器。数据采用IEEE754标准单精度浮点格式,实现高精度数据处理;在设计中通过使用改进的按时间抽取的基二算法,降低了寻址的复杂度;采用流水线技术设计了蝶形运算单元,提高了系统的工作频率;利用三角函数关系,提出了新的旋转因子存储方案,相比于传统设计,可以使ROM规模降低75%。逻辑综合和版图综合后的报告显示,该处理器的工作频率可以达到167MHz,完成一次1024点FFT运算仅需37.7μs,FFT处理单元核心面积为1.4mm2. 展开更多

关键词 快速傅立叶变换(FFT) 蝶形运算单元 地址生成单元 旋转因子存储方案 时序控制单元 流水线

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一种精简结构的浮点蝶形运算单元设计

16

作者 于龙洋 段文伟 李署坚 《电讯技术》 北大核心 2011年第9期73-77,共5页

论述了一种结构精简且高效的浮点数蝶形运算单元设计,单元内部模块的使用效率接近100%。采用串行全流水线结构设计,与并行结构相比节省了75%的硬件资源消耗。利用按时间抽取(DIT)的快速傅里叶变换(FFT)算法,通过VHDL编程实现了以该蝶形... 论述了一种结构精简且高效的浮点数蝶形运算单元设计,单元内部模块的使用效率接近100%。采用串行全流水线结构设计,与并行结构相比节省了75%的硬件资源消耗。利用按时间抽取(DIT)的快速傅里叶变换(FFT)算法,通过VHDL编程实现了以该蝶形单元为基础的1 024点浮点FFT处理器。QUARTUS II中的仿真结果证明了设计的正确性。该设计已成功应用于一种音频信号分析仪的信号处理部分。 展开更多

关键词 信号处理 蝶形运算单元 浮点数 快速傅里叶变换 流水线 按时间抽取

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单路频域窄带抗干扰算法及FPGA实现

17

作者 罗伟杰 李金海 欧松林 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2018年第4期1-5,11,共6页

为了降低频域窄带抗干扰算法实现的资源消耗和应用成本,首先对传统两路的重叠加窗窄带抗干扰算法进行分析,提出了一种单路频域窄带抗干扰算法.该算法增加一个数据存取过程,通过对输入数据的复用,完成了传统两路的抗干扰处理,优化了信号... 为了降低频域窄带抗干扰算法实现的资源消耗和应用成本,首先对传统两路的重叠加窗窄带抗干扰算法进行分析,提出了一种单路频域窄带抗干扰算法.该算法增加一个数据存取过程,通过对输入数据的复用,完成了传统两路的抗干扰处理,优化了信号处理流程,减少了算法的计算量.最后对算法进行了在现场可编程门阵列(FPGA)实现,在实现过程中为了不提高对工作时钟的要求,设计了专用数据存取模块的,使其能分开输出奇偶两路数据,并在傅里叶变换(FFT)模块中定制了并行蝶形运算单元.改进的硬件架构不仅能够降低功耗,而且存储资源消耗只相当于传统两路实现方法一半.因此本文提出的算法及其实现方法可以在低配置的FPGA上实现,极大的降低了硬件成本. 展开更多

关键词 频域抗干扰 重叠处理 反加窗 基4FFT 蝶形运算单元

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一种IEEE802.11n流水线FFT/IFFT的实现

18

作者 石钦 林基明 +1 位作者 周立国 李彩俊 《桂林电子科技大学学报》 2014年第2期91-95,共5页

为了解决无线通信系统结构复杂、硬件占用大的问题,设计了一种优化的流水线型FFT/IFFT处理器。该FFT处理器专为IEEE802.11n协议中SISO-OFDM系统设计,根据SISO-OFDM需完成64点、128点快速傅里叶变换(FFT)的特点,FFT处理器选择基2、基4混... 为了解决无线通信系统结构复杂、硬件占用大的问题,设计了一种优化的流水线型FFT/IFFT处理器。该FFT处理器专为IEEE802.11n协议中SISO-OFDM系统设计,根据SISO-OFDM需完成64点、128点快速傅里叶变换(FFT)的特点,FFT处理器选择基2、基4混合算法,单路延迟反馈结构。硬件实现中,采用优化的蝶形运算单元,精简了旋转因子的存储,并设计了动态存取的输出寄存器等,输入输出位宽为10 bit时,在UMC 0.11μm CMOS工艺下将硬件描述优化成逻辑门阵列,面积约为0.3 mm2。与传统的存储器结构FFT相比,大大减少了硬件开销和芯片面积及电路功耗。 展开更多

关键词 快速傅里叶变换 单路延迟反馈结构 蝶形运算单元 流水线结构

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16点基4-FFT芯片设计技术研究 被引量：3

19

作者 丁晓磊 朱恩 赵梅 《信息技术》 2007年第1期64-67,71,共5页

FFT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-4,按时间抽取FFT算法,完成了16点,32bit位长,定点复数FFT的设计。基-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,... FFT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-4,按时间抽取FFT算法,完成了16点,32bit位长,定点复数FFT的设计。基-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FFT的处理速度。本设计划分为多个功能模块,全部采用Verilog HDL语言描述,并且通过仿真验证。 展开更多

关键词 FFT 基-4蝶形运算单元 流水线 VERILOG HDL

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基于FPGA的高速定点FFT处理器的设计 被引量：1

20

作者 刘万明 王鲁平 杨卫平 《现代电子技术》 2007年第22期41-42,45,共3页

为了用硬件实现信号从时域向频域的转换,用Xilinx公司推出的Virtex-Ⅱ系列FPGA实现了512点的FFT处理器。为达到系统高速实时处理要求,在FFT处理器中利用流水线结构和并行技术,采用基-4蝶形算法与基-2蝶形算法相结合的方法,及高效复数乘... 为了用硬件实现信号从时域向频域的转换,用Xilinx公司推出的Virtex-Ⅱ系列FPGA实现了512点的FFT处理器。为达到系统高速实时处理要求,在FFT处理器中利用流水线结构和并行技术,采用基-4蝶形算法与基-2蝶形算法相结合的方法,及高效复数乘法器和双端口RAM存储结构,提高了处理速度。在外部时钟为100 MHz时,处理时间为18.3μs,满足了系统设计要求。 展开更多

关键词 FPGA FFT处理器 流水线结构 并行技术 基4蝶形运算单元

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