基于SoC的實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)中FFT處理器的設(shè)計(jì).pdf

1、離散傅立葉變換(DFT)是描述離散信號(hào)時(shí)域和頻域關(guān)系的重要數(shù)學(xué)工具,它在通信系統(tǒng)、圖像處理、雷達(dá)成像等方面得到了廣泛的應(yīng)用,成為許多系統(tǒng)的核心運(yùn)算.隨著一些新的應(yīng)用(如實(shí)時(shí)雷達(dá)成像、DVB-T、DAB等系統(tǒng))和SoC技術(shù)(尤其是IP可復(fù)用)的出現(xiàn),對(duì)FFT模塊的實(shí)時(shí)性和可復(fù)用性有了更高的要求.常用FFT模塊完成1024點(diǎn),16位字長(zhǎng)定點(diǎn)、塊浮點(diǎn)、浮點(diǎn)運(yùn)算需要的時(shí)間為幾十或者上百us,且接口設(shè)計(jì)不規(guī)范.如何設(shè)計(jì)高效、可復(fù)用的FFT模塊成為

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵.該文圍繞IP復(fù)用思想,提出了一種高速、定點(diǎn)、可配置、自適應(yīng)溢出控制FFT處理器的設(shè)計(jì)方法.其主要內(nèi)容包括:1.一種新的基4+2混合基地址生成器的設(shè)計(jì)方法.采用這種方法可在一個(gè)周期里生成混合基蝶形運(yùn)算單元所需要四個(gè)操作數(shù)的地址,提高了FFT處理器的數(shù)據(jù)吞吐能力,避免了多級(jí)流水線FFT帶來(lái)的硬件開銷.2.可配置和自適應(yīng)溢出控制的體系結(jié)構(gòu).滿足了在同一運(yùn)算流程中,包含不同長(zhǎng)度FFT運(yùn)算的需求.同時(shí)自適應(yīng)的溢出控制,可在不中斷運(yùn)

3、算流水的情況下,根據(jù)蝶形運(yùn)算結(jié)果,動(dòng)態(tài)完成定點(diǎn)FFT的溢出處理,提高了處理器的效率.3.可復(fù)用的IP結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).IP復(fù)用是SoC技術(shù)的重點(diǎn),將FFT處理器結(jié)構(gòu)劃分為接口邏輯和核心邏輯兩部分,將方便FFT處理器作為IP核的移植和復(fù)用.該文設(shè)計(jì)的FFT處理器,采用Xilinx公司的XCV2P30進(jìn)行仿真,系統(tǒng)頻率達(dá)到了130MHz,完成16位1K點(diǎn)復(fù)數(shù)FFT需要9.8微秒,16K點(diǎn)需要221微秒.由此構(gòu)成的FFT處理器陣列,在基于SoC的合成