基于SoC的實時成像系統(tǒng)中FFT處理器的設(shè)計.pdf

1、離散傅立葉變換(DFT)是描述離散信號時域和頻域關(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)的核心運算.隨著一些新的應(yīng)用(如實時雷達(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FFT模塊的實時性和可復(fù)用性有了更高的要求.常用FFT模塊完成1024點,16位字長定點、塊浮點、浮點運算需要的時間為幾十或者上百us,且接口設(shè)計不規(guī)范.如何設(shè)計高效、可復(fù)用的FFT模塊成為

2、系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵.該文圍繞IP復(fù)用思想,提出了一種高速、定點、可配置、自適應(yīng)溢出控制FFT處理器的設(shè)計方法.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)計方法.采用這種方法可在一個周期里生成混合基蝶形運算單元所需要四個操作數(shù)的地址,提高了FFT處理器的數(shù)據(jù)吞吐能力,避免了多級流水線FFT帶來的硬件開銷.2.可配置和自適應(yīng)溢出控制的體系結(jié)構(gòu).滿足了在同一運算流程中,包含不同長度FFT運算的需求.同時自適應(yīng)的溢出控制,可在不中斷運

3、算流水的情況下,根據(jù)蝶形運算結(jié)果,動態(tài)完成定點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.IP復(fù)用是SoC技術(shù)的重點,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點復(fù)數(shù)FFT需要9.8微秒,16K點需要221微秒.由此構(gòu)成的FFT處理器陣列,在基于SoC的合成