應(yīng)用于ieee802.11n調(diào)制解調(diào)的低功耗fftifft處理器設(shè)計(jì)

1、 密 級(jí) 0 桂林電子科技大學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文 （全日制 （全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位 專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士） 碩士） 題目 應(yīng)用于 IEEE 802.11n 調(diào)制解調(diào)的 0 低功耗 FFT/IFFT 處理器設(shè)計(jì) 0 （英文） （英文） Design of an FFT/IFFT Processor with Low Power 0 Consumption

2、for Modulation in 802.11n 0 0 研 究 生 學(xué) 號(hào): 1108520818 0 研 究 生 姓 名: 石欽 0 指導(dǎo)教師姓名、職務(wù) 指導(dǎo)教師姓名、職務(wù): 林基明 教授 0 申 請(qǐng)

3、學(xué) 位 門(mén) 類(lèi): 工程碩士 0 學(xué)科、專(zhuān) 學(xué)科、專(zhuān) 業(yè) 名 稱(chēng): 電子與通信工程 0 提 交 論 文 日 期: 2014 年 4 月 0 論 文 答 辯 日 期: 2014 年 6 月 0 摘 要 I 摘 要 IEEE 802.11n 協(xié)議是當(dāng)今無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)寬帶通信

4、硬件實(shí)現(xiàn)的主要方式，而FFT/IFFT 是實(shí)現(xiàn) IEEE 802.11n OFDM 系統(tǒng)中多載波調(diào)制和解調(diào)功能的主要方式，是實(shí)現(xiàn)寬帶通信協(xié)議的核心數(shù)據(jù)處理部件。因此，研究更低功耗、更適合 ASIC 芯片實(shí)現(xiàn)的 FFT/IFFT 處理器，對(duì)于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)通信有著重要的應(yīng)用意義和實(shí)用價(jià)值。本文研究了符合 IEEE802.11n 協(xié)議中 SISO-OFDM 系統(tǒng)的一種優(yōu)化的 FFT/IFFT ASIC 實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方法。 1、算法方面，根據(jù) OF

5、DM 系統(tǒng)需完成 64 點(diǎn)、128 點(diǎn)快速傅里葉變換（FFT）的要求， FFT 處理器選擇基 2、基 4 混合算法，著重優(yōu)化了 IFFT 算法，不僅保證了處理器的運(yùn)算速度，還實(shí)現(xiàn)了硬件資源的共用。 2、硬件架構(gòu)方面，根據(jù)系統(tǒng)需求，選用了較為適合 ASIC 集成實(shí)現(xiàn)的流水線(xiàn)型單路延遲反饋結(jié)構(gòu)（SDF, Single-path Delay Feedback） ，保證了單數(shù)據(jù)流的高效處理。 3、硬件實(shí)現(xiàn)中，采用優(yōu)化的蝶形運(yùn)算單元，與傳統(tǒng)的蝶形

6、運(yùn)算單元相比，減少了乘法器的使用，較大減少了硬件開(kāi)銷(xiāo)；同時(shí)，精簡(jiǎn)了旋轉(zhuǎn)因子的存儲(chǔ)，減少了 ROM面積；增加了動(dòng)態(tài)存取的輸出寄存器，有利于應(yīng)用。 通過(guò) Matlab 仿真與硬件代碼仿真結(jié)果對(duì)比，得到 64 點(diǎn) FFT 平均量噪比為45.53dB， 128 點(diǎn) FFT 平均量噪比為 47.3dB。 輸入輸出位寬為 10 比特時(shí)， 在 UMC 0.11μm CMOS 工藝下綜合，面積約為 0.3mm2。與傳統(tǒng)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) FFT 相比，由于大

7、為減少了硬件開(kāi)銷(xiāo)， 減少了芯片面積和電路功耗， 提高了芯片性?xún)r(jià)比。 綜合過(guò)后，完成了版圖設(shè)計(jì)、靜態(tài)時(shí)序分析及形式驗(yàn)證。版圖面積為 0.819×0.809mm2，內(nèi)核面積為 0.738×0.729mm2，總功耗約為 9.53mW。其工作頻率最高可達(dá)到 100MHz，完全滿(mǎn)足 802.11n 協(xié)議 80MHz 的最高時(shí)鐘頻率要求。 關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞：FFT/IFFT 流水線(xiàn)結(jié)構(gòu) 單路延遲反饋 優(yōu)化蝶形運(yùn)算單元