基于FPGA的FFT的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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中文摘要
快速傅立葉變換〔FFT〕作為DSP的核心技術(shù)之一，其基本思想是將較長(zhǎng)序列的離散傅立葉變換(DFT)運(yùn)算逐次分解為較短序列的DFT運(yùn)算的一種快速算法。它使離散傅立葉變換運(yùn)算時(shí)間縮短了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
本文的目的就是研究如何應(yīng)用FPGA這種大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?shí)現(xiàn)FFT的算法。
本設(shè)計(jì)主要采用先進(jìn)的基4-DIT算法研制一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的FFT實(shí)時(shí)硬件處理器。在FFT實(shí)時(shí)硬件處理器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程中，利用遞歸結(jié)構(gòu)以及成組浮點(diǎn)制運(yùn)算方式，解決了蝶形計(jì)算、數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)操作協(xié)調(diào)一致問題。合理地解決了位增長(zhǎng)問題。同時(shí)，采用并行高密度乘法器和流水線(pipeline)工作方式，并將雙端口RAM、只讀ROM全部?jī)?nèi)置在FPGA芯片內(nèi)部，使整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和處理速度得以很大提高，實(shí)際合理地解決了資源和速度之間的相互制約問題。


關(guān)鍵詞：現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)，數(shù)字信號(hào)處理(DSP)，快速傅立葉變換(FFT), VHDL。

Title the hardware design and implementation method of FFT using Field Programmable Gate Array (FPGA)
Abstract
Fast Fourier Transform (FFT) is the core technique of DSP. The main idea of FFT is to transfer a large Discrete Fourier Transform (DFT) computation into a group of short length DFT computations. The performing time of FFT is shorter a few stages than DFT's.
The purpose of this paper is studying the hardware implementation method of FFT using Field Programmable Gate Array (FPGA).
The design adopts the algorithm of radix-4 and decimation-in-time (DIT). In the course of realization, the recursive structure and group float point arithmetic operations are adopted, which can make butterfly computing, data transformation and memory coincide, and avoid the bottleneck. Array and area
optimising multipliers are used as well as pipeline pattern. Dual-RAM and ROM are built inside the system. These methods accelerate the operating and reasonably resolve the mutually restriction of resources and speed.


Keywords : FPGA DSP FFT VHDL
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