基于4-FFT和多重网格优化的InSAR相位解缠算法

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作者 翟丽敏 张祥坤 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期334-337,共4页

InSAR生成DEM或形变图时干涉相位限制于[-π,π),通过相位解缠后才能反映真实相位,它是实现地表沉降、滑坡灾害等监测的关键步骤。FFT的频域特性可以提高最小二乘在求缠绕相位和解缠相位梯度差平方和最小的效率。4-FFT算法因其不基于任... InSAR生成DEM或形变图时干涉相位限制于[-π,π),通过相位解缠后才能反映真实相位,它是实现地表沉降、滑坡灾害等监测的关键步骤。FFT的频域特性可以提高最小二乘在求缠绕相位和解缠相位梯度差平方和最小的效率。4-FFT算法因其不基于任何假设,精度更高。将其作为相位解缠初值输入,利用平滑性较好的无权和加权的V循环、FMG循环四种多重网格法优化。由仿真数据和实测数据验证了无权MV和FMG算法的有效性,表明基于4-FFT和多重网格优化的相位解缠算法的有效性,具有良好的连续性和一定的抗噪性。 展开更多

关键词 INSAR 相位解缠 4-fft 多重网格法

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16点基4-FFT芯片设计技术研究 被引量：3

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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CORDIC算法的基4DIT-FFT处理器的设计 被引量：3

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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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高性能基4快速傅里叶变换处理器的设计 被引量：11

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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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Cooley-Tukey基4FFT算法程序优化 被引量：1

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作者 姜万录 张淑清 +1 位作者 张齐生 姚家奕 《东北重型机械学院学报》 CAS 1997年第3期212-216,共5页

推导出三种Cooley -Tukey基 4FFT算法的蝶算结构及旋转因子指数公因子 p的简单计算公式 ,可显著减少求 p值的次数及单次 p值的运算量 .

关键词 FFT 旋转因了 数字信号处理 C-T算法

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优于DSP的最优化基4FFT的实现

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作者 朱玉田 许滨 《微处理机》 1998年第2期32-34,共3页

采用分离纯加减、表格旋转因子、表格整序等优化措施，使得1024复数点基4FFT在Pentium166上只需4ms的运算时间，速度和精度均达到TMS320C25DSP芯片的两倍以上。

关键词 基4 优化 DSP 快速富里叶变换 数字信号处理器

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基于FPGA的64点FFT处理器设计 被引量：1

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作者 任炳宇 战荫伟 《现代电子技术》 2009年第14期1-3,6,共4页

采取基-4按频率抽取FFT算法,设计一种可在FPGA上实现的64点、32位长、定点复数FFT处理器。基-4蝶形运算单元中采用六级流水线设计,并行处理4路输入/输出数据,能极大地提高FFT的处理速度。该设计采用VHDL描述的多个功能模块,经ModelSim... 采取基-4按频率抽取FFT算法,设计一种可在FPGA上实现的64点、32位长、定点复数FFT处理器。基-4蝶形运算单元中采用六级流水线设计,并行处理4路输入/输出数据,能极大地提高FFT的处理速度。该设计采用VHDL描述的多个功能模块,经ModelSim对系统进行逻辑综合与时序仿真。实验证明,利用FPGA实现64点FFT,运算速度快,完全可以处理高速实时信号。 展开更多

关键词 FPGA 基-4 FFT算法 64点FFT VHDL

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基于FPGA的激光测距系统中基4算法的FFT研究 被引量：1

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作者 周孟然 刘文清 +1 位作者 刘建国 魏庆农 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期290-293,共4页

文章提出了利用可编程逻辑器件FPGA通过硬件来实现快速傅立叶变换(FFT)的基4算法,提出了采用两个蝶形运算器同时并行计算,每次蝶形运算按顺序进行的结构,将并行处理与顺序处理相结合,提高并行度和数据吞吐量,每次蝶形运算时间不超过1μs... 文章提出了利用可编程逻辑器件FPGA通过硬件来实现快速傅立叶变换(FFT)的基4算法,提出了采用两个蝶形运算器同时并行计算,每次蝶形运算按顺序进行的结构,将并行处理与顺序处理相结合,提高并行度和数据吞吐量,每次蝶形运算时间不超过1μs,完成整个256点复数FFT运算大约需要120μs左右,同时又节省资源。该方法在激光矿井提升机位置跟踪系统中应用取得了良好效果。 展开更多

关键词 激光测距 可编程逻辑器件 基4算法的FFT 蝶形运算

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FPGA实现的基4FFT处理器高效排序算法研究 被引量：7

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作者 伍万棱 邵杰 冼楚华 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期222-226,共5页

在FFT处理器的设计中,蝶形处理部件是关系整个处理器运行速度与资源的核心部分。对于1 0 2 4点的FFT复数浮点运算,本文旨在提出一种高效的基4排序算法,该算法基于按时间抽取的基4FFT,结合了流水线和并行方式的特点,利用4个循环序列进行... 在FFT处理器的设计中,蝶形处理部件是关系整个处理器运行速度与资源的核心部分。对于1 0 2 4点的FFT复数浮点运算,本文旨在提出一种高效的基4排序算法,该算法基于按时间抽取的基4FFT,结合了流水线和并行方式的特点,利用4个循环序列进行时序控制,用3个实数乘法器实现基4蝶形的3次复数乘法,相对于传统的基4FFT算法可以节省75 %的乘法器逻辑资源。实验结果表明,用该算法设计的1 0 2 4点复数基4FFT处理器在1 0 0 MHz的主时钟频率下运算速度为5 1 .2 9μs,满足了FFT运算的高速实时性要求。由于该排序思想可以较方便地扩展到基8或基1 6,但不增加进行一次基本蝶算的时钟周期数,依然是4个,故对于高基数将具有更高的效率。 展开更多

关键词 FFT处理器 基4排序算法 流水线方式 并行方式 基4蝶形

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基于FPGA的R-64 FFT处理器的实现 被引量：2

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作者 覃敏东 梁华国 欧阳一鸣 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1121-1124,共4页

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... 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/46μs。 展开更多

关键词 快速傅里叶变换 R-4 R-64 浮点 现场可编程门阵列

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基-4FFT处理器的优化设计与应用 被引量：2

11

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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高速基-4FFT处理器的设计与实现 被引量：1

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作者 杜鹏程 张晓林 苏琳琳 《遥测遥控》 2012年第1期64-68,共5页

针对卫星导航基带信号处理应用,基于FPGA技术实现基-4FFT处理器,并对各功能单元进行分析。提出的FFT处理器采用流水型结构,输入单元采用乒乓操作,可实现数据连续输入;每级之间采用延迟整序输出,减少RAM资源的消耗并提高了速度;优化蝶形... 针对卫星导航基带信号处理应用,基于FPGA技术实现基-4FFT处理器,并对各功能单元进行分析。提出的FFT处理器采用流水型结构,输入单元采用乒乓操作,可实现数据连续输入;每级之间采用延迟整序输出,减少RAM资源的消耗并提高了速度;优化蝶形运算采用9个实数乘法器,减少了复数乘法单元的使用,旋转因子寻址方式更简单。实验结果表明,在100MHz时钟下,4096点的FFT转换时间仅为10.335μs,速度比Altera的FFT处理器IP核提高了60%。 展开更多

关键词 FPGA FFT处理器 基-4 流水操作

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基于BF533的基4 FFT算法的DSP实现 被引量：1

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作者 史贤勇 陈子为 《成都信息工程学院学报》 2006年第z1期43-47,共5页

首先介绍了基4时域抽取FFT算法的快速高效的原理及实现方法,然后用MATLAB对该算法进行了仿真,分析了对其优化的几个方向,并提出了一种利用单一倒序表进行多点数位倒序的新方法。最后给出了在ADSP-BF533 DSP上采用C语言实现FFT的软件设... 首先介绍了基4时域抽取FFT算法的快速高效的原理及实现方法,然后用MATLAB对该算法进行了仿真,分析了对其优化的几个方向,并提出了一种利用单一倒序表进行多点数位倒序的新方法。最后给出了在ADSP-BF533 DSP上采用C语言实现FFT的软件设计方法,并在ADSP-BF533 KZ-KITLite^(TM)评估板上成功实现,经过实验验证,结果正确,各项指标均达到了设计要求。该实现方法具有可移植性好、速度快等优点,具有很好的参考价值和应用前景。 展开更多

关键词 时域抽取快速傅立叶变换 基4快速傅立叶变换 数字信号处理 ADSP-BF533

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一款基于MVR-CORDIC的高速64点基-4FFT处理器 被引量：1

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作者 侯卫华 郭晖 +1 位作者 刘明峰 于宗光 《电子与封装》 2008年第5期22-25,共4页

文中设计了一款64点基-4FFT处理器,用改进的CORDIC(MVR-CORDIC)处理单元代替常规FFT处理器中的复数乘法器,改进的CORDIC处理单元在保证SQNR性能下,仅用极少次数的移位加法运算即可完成一次复数乘法,缩减了完成一次基本蝶形运算的时间并... 文中设计了一款64点基-4FFT处理器,用改进的CORDIC(MVR-CORDIC)处理单元代替常规FFT处理器中的复数乘法器,改进的CORDIC处理单元在保证SQNR性能下,仅用极少次数的移位加法运算即可完成一次复数乘法,缩减了完成一次基本蝶形运算的时间并减小了面积开销。该FFT处理器结构采用两块独立的RAM,并对中间数据作"乒-乓"式存储操作以节省数据存储时间,从而提高完成一次FFT运算的速度。所设计的FFT处理器通过FPGA进行验证,结果表明平均完成一次64点FFT运算仅需要不到1μs。 展开更多

关键词 基-4蝶形单元 FFT MVR-CORDIC

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基于FPGA的高速基4FFT设计与实现 被引量：2

15

作者 王金川 高强 高光辉 《物联网技术》 2012年第7期38-40,44,共4页

针对实时高速信号处理要求,设计并实现了一种基于FPGA的高速流水线结构的基4FFT处理器。根据各种不同基算法的运算量、硬件面积和控制复杂度,选定按时间抽取的基4算法,同时采用单路延时反馈(Single-path Delay Feedback,SDF)流水线结构... 针对实时高速信号处理要求,设计并实现了一种基于FPGA的高速流水线结构的基4FFT处理器。根据各种不同基算法的运算量、硬件面积和控制复杂度,选定按时间抽取的基4算法,同时采用单路延时反馈(Single-path Delay Feedback,SDF)流水线结构,提高了处理速度。通过Verilog HDL语言进行模块化描述和验证,结果表明,该FFT处理器具有较高性能。 展开更多

关键词 FFT 流水线 基4 蝶形运算

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基于下肢肌张力感知的痉挛特征提取算法研究

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作者 汪步云 吴臣 +2 位作者 魏壮壮 张振 许德章 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第12期223-232,共10页

从被动辅助行走训练到人体下肢运动功能复原这一阶段,对脑卒中患者恢复下肢运动功能至关重要,在这一治疗过程,运用康复机器人开展步态训练是临床上一种有效的治疗手段。在步态康复训练过程中,训练强度与康复程度的不良匹配,容易诱发病... 从被动辅助行走训练到人体下肢运动功能复原这一阶段,对脑卒中患者恢复下肢运动功能至关重要,在这一治疗过程,运用康复机器人开展步态训练是临床上一种有效的治疗手段。在步态康复训练过程中,训练强度与康复程度的不良匹配,容易诱发病理性痉挛,进而带来二次损伤。因此,融入客观量化的痉挛在线评价,预警、防范痉挛带来的运动损伤是康复临床的迫切需求。在设计的痉挛传感器基础上,获取了强直、阵挛和痛性痉挛3种病理性痉挛信息,运用时域和频域相互结合的方法解析出痉挛性肌张力信号。针对阵挛和痛性痉挛,设计了一种B4-FFT算法,解决了其不易量化和特征阈值随机出现的问题。开展了手动激励和步态康复训练机器人施加交互力激励的痉挛特征提取实验,验证了特征提取算法的有效性,有助于提升步态康复训练机器人的安全性。 展开更多

关键词 步态康复机器人 肌张力 病理性痉挛 人机交互力激励 B4-fft算法

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基于四项余弦窗三谱线插值FFT的谐波检测方法 被引量：38

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作者 牛胜锁 梁志瑞 +1 位作者 张建华 苏海锋 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2002-2008,共7页

快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)在非同步采样情况下存在较大的误差,为了减小非同步采样对FFT的影响,通过选择旁瓣性能良好的4项5阶Nuttall窗结合插值FFT进行电力谐波检测。推导了实用的三谱线插值修正公式,利用谐波频点附... 快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)在非同步采样情况下存在较大的误差,为了减小非同步采样对FFT的影响,通过选择旁瓣性能良好的4项5阶Nuttall窗结合插值FFT进行电力谐波检测。推导了实用的三谱线插值修正公式,利用谐波频点附近的三根离散频谱的幅值确定谐波谱线的准确位置,进而得到谐波幅值、频率及相位的修正公式。仿真结果验证了该算法在非同步采样时,与加Hanning窗和Blackman-Harris窗插值FFT相比有更高的分析准确度,同时,在加相同窗函数情况下,与双谱线插值修正算法相比也具有更高的准确度。仿真结果还验证了测量数据含有白噪声时,算法仍然具有较高的准确度。基于该算法的检测仪器的实测结果也验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 谐波分析 频谱泄漏 快速傅里叶变换 4项5阶Nuttall窗 三谱线插值

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流水线结构FFT/IFFT处理器的设计与实现 被引量：9

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作者 何星 张铁军 侯朝焕 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2007年第4期141-143,147,共4页

针对实时高速信号处理的要求,设计并实现了一种高效的FFT处理器。在分析了FFT算法的复杂度和硬件实现结构的基础上,处理器采用了按频率抽取的基-4算法,分级流水线以及定点运算结构。可以根据要求设置成4P点的FFT或IFFT。处理器可以对多... 针对实时高速信号处理的要求,设计并实现了一种高效的FFT处理器。在分析了FFT算法的复杂度和硬件实现结构的基础上,处理器采用了按频率抽取的基-4算法,分级流水线以及定点运算结构。可以根据要求设置成4P点的FFT或IFFT。处理器可以对多个输入序列进行连续的FFT运算,消除了数据的输入输出对延时的影响,平均每完成一次N点FFT运算仅需要N个时钟周期。整个设计基于Verilog HDL语言进行模块化设计,并在Altera公司的CycloneII器件上实现。 展开更多

关键词 FFT 流水线 基—4 蝶形运算

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可变长FFT并行旋转因子高效产生算法及实现 被引量：6

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作者 刘红侠 杨靓 +1 位作者 黄巾 黄士坦 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期541-546,共6页

为了解决FFT处理并行旋转因子产生复杂、所需存储资源多的问题,该文在分体存储器结构的基础上,提出了一种新的旋转因子存储、访问策略.该策略保证混合基4/2 FFT算法每个蝶式运算所需的3个旋转因子均可无冲突并行访问,且在同一个旋转因... 为了解决FFT处理并行旋转因子产生复杂、所需存储资源多的问题,该文在分体存储器结构的基础上,提出了一种新的旋转因子存储、访问策略.该策略保证混合基4/2 FFT算法每个蝶式运算所需的3个旋转因子均可无冲突并行访问,且在同一个旋转因子查找表的基础上,使计算任意小于最大可处理长度的FFT时,各级访问旋转因子地址的产生仅与最大可处理长度有关,而与当前处理长度无关.该算法仅用一个可移位累加数寄存器,实现计算过程中旋转因子地址产生的级间切换,且使一个存储体容量及访问次数减少了一半以上. 展开更多

关键词 快速傅里叶变换(FFT) 旋转因子 混合基4/2 地址产生单元 FFT处理器

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一种高速实时定点FFT处理器的设计 被引量：25

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作者 韩泽耀 韩雁 郑为民 《电路与系统学报》 CSCD 2002年第1期18-22,共5页

本文讨论了采用FPGA和ASIC硬件实现高速实时FFT处理器的设计方案,作者在这种高速FFT设计时选择的特点基于Radix 4 DIT算法、采用乒乓RAM的设计思路以及级与级间采用流水结构。另外由于FFT基4运算的复杂性,所以在设计基4运算单元、数据... 本文讨论了采用FPGA和ASIC硬件实现高速实时FFT处理器的设计方案,作者在这种高速FFT设计时选择的特点基于Radix 4 DIT算法、采用乒乓RAM的设计思路以及级与级间采用流水结构。另外由于FFT基4运算的复杂性,所以在设计基4运算单元、数据通道中串并转换、运算数据的拉齐、颠倒位序、双地址发生等方面也有一些特点。整体上考虑是:尽可能地能够进行高速的FFT运算,本文针对1024点、16 bits位长、定点数、复数点进行运算;考虑到芯片外围接口的问题,希望外围能够尽量方便用户使用,所以在外围数据、状态和控制线上比较精简,从而把复杂的控制部分转移到芯片内部实现。 展开更多

关键词 高速实时定点 FPGA ASIC FFT处理器 电路设计

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