基于FPGA的FFT算法的設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著數(shù)字電子技術的不斷發(fā)展，數(shù)字信號處理技術已經廣泛應用于圖像處理、通信和多媒體等多個領域。快速傅里葉變換(FFT)作為離散傅里葉變換(DFT)的一種快速算法，它是以DFT為基礎的，并且使DFT的運算時間縮短了幾個數(shù)量級，使得數(shù)字信號處理的實現(xiàn)和運用變得更加容易。
　　 本文針對FFT算法的結構和特點，設計出一種優(yōu)化的基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的FFT完整實現(xiàn)方案。該方案采用基-2算法以及單元結構的設計思路，結合蝶形運算流

2、圖討論了幾種常用的FFT處理器的實現(xiàn)形式，綜合系統(tǒng)性能和資源消耗選取了并行迭代處理方案來實現(xiàn)16點8位復數(shù)的FFT處理系統(tǒng)。
　　 采用按時間抽選(DIT)的基-2FFT算法原理，在基于Xilinx Spartan-3E系列的FPGA硬件驗證平臺上，結合自頂向下的分層設計理念完成了FFT算法的整體結構設計，對FFT處理器合理模塊化。用硬件描述語言Verilog HDL對各功能模塊進行編程，并利用Xilinx ISE和ModelS

3、im工具對其進行了綜合驗證，得到了相應的RTL級硬件電路。
　　 經過ISE綜合后，本文在所選芯片上設計實現(xiàn)的FFT處理器，占用FPGA的Slice數(shù)為3200，運行頻率達到了40.733MHz，完成一次完整的FFT處理需要53個時鐘周期，能夠滿足實時信號處理的速度要求。最后進一步利用Matlab和ModelSim工具聯(lián)合仿真，并對仿真結果進行了分析和驗證。仿真結果表明，設計完成的系統(tǒng)能夠在保證運算精度和實現(xiàn)復雜度的同時，切實可