【摘要】： 快速傅立葉變換(FFT)是離散傅立葉變換(DFT)的一種快速算法,是數(shù)字信號處理的核心技術之一,現(xiàn)已廣泛應用于語音、音頻、圖像處理、信息系統(tǒng)、控制和儀表、地質勘探、航空航天、生物醫(yī)學設計等領域。不同的應用場合,需要不同性能的FFT處理器,特別是具有下一代移動通信(4G)背景的基于可變點FFT的OFDM和OFDMA技術的出現(xiàn),使可變點FFT處理器的研究具有重要的現(xiàn)實意義。 本文基于FPGA采用基-16和基-2/4/8按頻率混合抽選的混合基算法,設計實現(xiàn)了可變點的FFT處理器。本設計具有如下特點:其一采用兩級基-4蝶形運算單元優(yōu)化實現(xiàn)了基-16蝶形運算單元,解決了直接將基-16蝶形運算公式轉化到硬件中結構復雜和占用硬件過多的問題;其二采用一級基-4蝶形運算單元和一級基-2蝶形運算單元,實現(xiàn)了可變基-r蝶形運算單元(r=2,4,8);其三根據(jù)不同點數(shù)的FFT計算特點,通過不同初始值、步長、按規(guī)律排列的計數(shù)器設計實現(xiàn)了可變點FFT處理器中的地址發(fā)生及控制單元;其四在FFT處理器中利用級聯(lián)處理結構和模塊化的思想,采用高效復數(shù)乘法器和乒乓結構RAM,提高了處理速度并實現(xiàn)了FFT處理器運算的點數(shù)可變。本設計以FPGA芯片CycloneⅡEP2C50U484C8為硬件平臺,以QuartusⅡ為軟件平臺,利用VHDL硬件描述語言,實現(xiàn)了能夠滿足IEEE802.16e OFDMA系統(tǒng)中FFT變換點數(shù)分別為128、512、1024和2048的四種要求的可變點的FFT處理器。對所設計的FFT處理器用QuartusⅡ軟件綜合后時鐘頻率達到了100MHz以上,滿足了實時信號處理的要求;用ModelSim仿真軟件及Matlab軟件進行了仿真測試結果驗證了該設計的正確性。由于采用級聯(lián)結構和模塊化的思想,所設計的FFT處理器可以很方便地拓展到多種點數(shù)為2的整數(shù)次冪的應用場合。
【圖文】：

言簡介言概述[37-391國國防部在20世紀70年代末80年代初提出的vHslct)計劃的產(chǎn)物，是1981年提出的一種新的硬件描述語ptionLan即age也就是我們熟知的VHDL。使用這種語言用這種語言描述他們試圖描述的復雜電路;其次是他們希HSIC計劃中的各成員能按標準的格式向其他成員提供設主要合同商洽談時，都要用這種單一標準格式。目前它己應用。用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結構、行為、功能和接口。除了含有的語言形式和描述風格與句法十分類似于一般的計算機高言程序通常含有5個部分:實體(Entity)、結構體(夕程序包伊ackage)和庫(Libl刊漢)。

圖5.5第一級模塊中乒乓結構RAM的地址發(fā)生控制單元狀態(tài)轉換圖第一級模塊中乒乓結構RAM的地址發(fā)生及控制單元實體符號圖如圖5.6所示。圖5.7和圖5.8是在模式信號mode=00即實現(xiàn)2048點FFT運算時第一級地址產(chǎn)生控制單元的仿真波形圖(輸出地址用十進制顯示)。{乞品~花幣不~~”’~”’1~，，~」】1】一~·~~:川“， oCkWren:尸.，mouell二 ujFarntoeo差adrrl(1，二01adril【11.0』ad淞[11二0」adrtZfll二01圖5.6第一級模塊中乒乓結構RAM的地址發(fā)生及控制單元實體符號圖
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TP332

【引證文獻】

相關期刊論文 前3條

1 劉智;;基于FPGA實現(xiàn)的FFT速度與規(guī)模分析[J];科技視界;2014年21期

2 俞鋒;;基于FPGA的氣體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究[J];數(shù)字技術與應用;2013年10期

3 賀秋實;郝國法;錢龍;;基于FPGA的高速AD轉換[J];電子設計工程;2012年08期

相關碩士學位論文 前10條

1 楊琳琳;低功耗浮點FFT處理器設計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

2 張玲佳;高維度FFT加速器設計及硬件實現(xiàn)[D];合肥工業(yè)大學;2017年

3 杜兆勝;基于FPGA的FFT硬件架構設計與實現(xiàn)[D];長春理工大學;2016年

4 鄭朋;六通道可變帶寬數(shù)字接收機的FPGA軟件設計[D];電子科技大學;2015年

5 陳付鎖;雷達信號處理動目標檢測的設計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2014年

6 張永瑞;基于MicroBlaze實時譜分析系統(tǒng)的研究和設計[D];中北大學;2014年

7 付榮;基-4FFT處理器的設計與物理實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2014年

8 謝輝輝;基于FFT的雷達信號處理動目標檢測的設計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2014年

9 申昌龍;數(shù)字接收機中信道化處理算法的設計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2014年

10 俞慶;船舶電網(wǎng)電力參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設計[D];江蘇科技大學;2013年

本文編號：2676896