FFT處理器設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著電子技術(shù)和集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理已廣泛應(yīng)用于語音、圖像處理，通信和多媒體等領(lǐng)域中。傅立葉變換(DFT)作為其數(shù)字信號處理中的基本運(yùn)算，發(fā)揮著重要作用。特別是快速傅立葉變換(FFT)算法的提出，減少了當(dāng)N很大的時(shí)候DFT的運(yùn)算量，使得數(shù)字信號處理的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用變得更加容易，因此對FFT算法及其實(shí)現(xiàn)方法的研究具有很強(qiáng)的理論和現(xiàn)實(shí)意義，且實(shí)際價(jià)值不可估量。 FFT算法理論已趨于成熟，但其具體實(shí)現(xiàn)方法卻值得探討。在實(shí)時(shí)信

2、號處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，F(xiàn)FT算法實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)與關(guān)鍵主要在時(shí)序控制較復(fù)雜：既要控制整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)有序地工作，又要在速度上得到滿足。目前國際上著名FPGA生產(chǎn)廠商都研制了FFTIP核，性能優(yōu)越，但價(jià)格昂貴。國內(nèi)不少公司和大學(xué)都致力于研究基于FPGA的數(shù)字信號處理器，得到一定的發(fā)展和進(jìn)步，但研究出來的FFT處理器在速度和性能和國外都有一定差距。 本論文在詳細(xì)分析基2FFT算法的基礎(chǔ)上，根據(jù)算法的特點(diǎn)，對FFT硬件電路結(jié)構(gòu)及其工作原理進(jìn)行了研究

3、。由于FFT計(jì)算過程中數(shù)據(jù)的頻繁讀寫對FFT處理速度影響較大，所以對存儲器的研究和設(shè)計(jì)也是本文的一個(gè)重點(diǎn)，對原有的處理器硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。在此基礎(chǔ)上采用VHDL語言設(shè)計(jì)了一種切實(shí)可行的基于FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)的FFT實(shí)現(xiàn)方法與硬件結(jié)構(gòu)，該處理器的特點(diǎn)是存儲和讀寫同時(shí)進(jìn)行，及時(shí)輸出運(yùn)算結(jié)果，提高了FFT處理器運(yùn)算速度。設(shè)計(jì)使用雙端口RAM作為數(shù)據(jù)存儲單元，可以連續(xù)計(jì)算輸入復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)流，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的流水線操作，滿足數(shù)據(jù)處理的高速、實(shí)