高性能FFT處理器的研究與FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前，OFDM 技術(shù)已經(jīng)成為未來寬帶無線接入系統(tǒng)的基本實(shí)現(xiàn)技術(shù)之一，是解決高速數(shù)據(jù)在無線信道中傳輸問題的首選方案。FFT/IFFT 處理器是OFDM 系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理的核心單元，是OFDM 系統(tǒng)中數(shù)據(jù)正交調(diào)制和解調(diào)的關(guān)鍵，F(xiàn)FT/IFFT 處理器的設(shè)計(jì)直接決定著OFDM 系統(tǒng)的性能。本文結(jié)合P2P 手持移動(dòng)終端無線通信數(shù)字基帶項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了一種基于OFDM系統(tǒng)，兼容802.11g 協(xié)議，可變點(diǎn)數(shù)的高性能FFT/IFFT處理器。
　　

2、 本文首先介紹了OFDM系統(tǒng)的基本原理及其DFT實(shí)現(xiàn)，詳細(xì)分析了FFT/IFFT處理器設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，比較了各種算法實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算量及復(fù)雜度，結(jié)合硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)與可配置單元，選擇了改良后的基-4蝶形算法實(shí)現(xiàn)處理器的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用四路并行數(shù)據(jù)傳輸，在蝶形單元內(nèi)部采用四級(jí)流水，提高了系統(tǒng)處理速度，根據(jù)基帶項(xiàng)目數(shù)據(jù)流的特點(diǎn)，輸入輸出均采用了乒乓RAM的處理，有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)連續(xù)數(shù)據(jù)流的處理；
　　 通過對(duì)系統(tǒng)要求的三種不同點(diǎn)數(shù)64點(diǎn)、256點(diǎn)

3、、1024點(diǎn)的運(yùn)算規(guī)律分析，設(shè)計(jì)了可變點(diǎn)數(shù)的配置方案，該方案通過控制選擇各級(jí)蝶形運(yùn)算及復(fù)用蝶形單元，大大地縮減了硬件開銷；同時(shí)設(shè)計(jì)給出了不同點(diǎn)數(shù)無沖突地址產(chǎn)生方案，實(shí)現(xiàn)4路并行數(shù)據(jù)的同時(shí)操作，最后對(duì)系統(tǒng)誤差及溢出作了分析。項(xiàng)目以XILINX公司的VIRTEX-5系列的XC5VFX70T芯片為硬件平臺(tái)，以ModeSim6.2、ISE9.2、DC、MATLAB為軟件平臺(tái)，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行了綜合測試，結(jié)果顯示綜合后FFT/IFFT處理器最高工作頻率