面向多核向量處理器的FFT算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、FFT算法作為數(shù)字信號(hào)處理的主要工具，在高性能計(jì)算領(lǐng)域中扮演著重要的角色，是衡量處理器性能的重要指標(biāo)。針對(duì)多核向量X-DSP的體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，研究高效的FFT向量化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本文深入分析了FFT算法的特性，成功設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基2FFT、基4 FFT、大點(diǎn)數(shù)FFT和混合基FFT算法程序。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于X-DSP的基2FFT算法程序。針對(duì)具有融合乘加的體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析及優(yōu)

2、化了DIT和DIF基2 FFT的蝶形單元，充分利用了融合乘加指令，提高了FLOPS吞吐率；同時(shí)將混洗請(qǐng)求與訪存請(qǐng)求相結(jié)合，且利用軟件流水的方法進(jìn)行優(yōu)化，提升了程序的執(zhí)行效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：相比CUFFT庫(kù)的性能，單精度和雙精度基2 FFT的平均性能分別提高3.12倍和22.97倍；相比FFTW庫(kù)的性能，單精度和雙精度基2 FFT的平均性能分別提高3.52倍和25.29倍。⑵設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于X-DSP的基4 FFT算法程序。充分利用融合乘

3、加指令優(yōu)化了DIT和DIF基4 FFT的蝶形單元，同時(shí)將混洗請(qǐng)求與訪存請(qǐng)求相結(jié)合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：相比基2 FFT，DIT基4相比DIT基2的性能提升了11.46％-21.34%；DIF基4 FFT相比DIF基2FFT的平均性能提升了9.1%。⑶設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了基于X-DSP的大點(diǎn)數(shù)FF T算法程序。詳細(xì)分析了大點(diǎn)數(shù)FFT算法MFA和迭代FFT，設(shè)計(jì)并優(yōu)化了基于DMA雙緩沖的單核程序；提出了一種壓縮存儲(chǔ)系數(shù)因子的方法節(jié)省存儲(chǔ)空間，將并行的MF