基于FPGA的FFT處理器的設(shè)計(jì).pdf

1、數(shù)字信號(hào)處理是信息科學(xué)中近幾十年來(lái)發(fā)展最為迅速的學(xué)科之一。目前，數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、聲納、語(yǔ)音與圖像處理等領(lǐng)域。而離散傅立葉變換(DFT)作為數(shù)字信號(hào)處理中的基本變換，發(fā)揮著重要作用。但是由于離散傅立葉變換(DFT)的運(yùn)算量太大，在提出之后的一段時(shí)間內(nèi)并沒(méi)有在實(shí)際工程中得到應(yīng)用，直到快速傅立葉變換(FFT)算法的提出，減少了當(dāng)N很大時(shí)的DFT運(yùn)算量，才使得DFT在實(shí)際工程中得到具體的應(yīng)用，這也進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)字信號(hào)處理技

2、術(shù)的發(fā)展。FFT算法從出現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)有四十多年的歷史，算法理論已經(jīng)趨于成熟，具體實(shí)現(xiàn)方法也不斷的更新。在面向高速、大容量數(shù)據(jù)流的FFT實(shí)時(shí)處理時(shí)，可以通過(guò)數(shù)據(jù)并行處理或者采用多級(jí)流水線結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
　　本文分析了離散傅立葉變換及其快速計(jì)算方法FFT。對(duì)實(shí)際中常用的四種用來(lái)實(shí)現(xiàn)FFT處理器的硬件電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，分析了各自的特點(diǎn)。根據(jù)算法的特點(diǎn)和硬件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的難易，選擇了按時(shí)間抽取法中的基-2FFT算法和流水線工作方式的硬件結(jié)構(gòu)來(lái)

3、設(shè)計(jì)FFT處理器，這樣結(jié)構(gòu)在一定程度上提高了FFT處理器的處理速度，而且設(shè)計(jì)中采用IEEE單精度規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)的數(shù)據(jù)形式進(jìn)行計(jì)算提高了計(jì)算的精度。選用XILINX公司的VirtexII系列FPGA芯片中的XC2V8000，在ISE7.1設(shè)計(jì)平臺(tái)中使用VerilogHDL硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)流水線工作方式的FFT處理器，計(jì)算數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為1024點(diǎn)。最后使用MATLAB計(jì)算軟件對(duì)設(shè)計(jì)的FFT處理器進(jìn)行了測(cè)試仿真，并對(duì)FFT處理器運(yùn)算結(jié)果和MATLA