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基于FPGA的FFT的设计与实现

本文共36页 16661字

中文摘要
快速傅立叶变换〔FFT〕作为DSP的核心技术之一，其基本思想是将较长序列的离散傅立叶变换(DFT)运算逐次分解为较短序列的DFT运算的一种快速算法。它使离散傅立叶变换运算时间缩短了几个数量级。
本文的目的就是研究如何应用FPGA这种大规模可编程逻辑器件实现FFT的算法。
本设计主要采用先进的基4-DIT算法研制一个具有实用价值的FFT实时硬件处理器。在FFT实时硬件处理器的设计实现过程中，利用递归结构以及成组浮点制运算方式，解决了蝶形计算、数据传输和存储操作协调一致问题。合理地解决了位增长问题。同时，采用并行高密度乘法器和流水线(pipeline)工作方式，并将双端口RAM、只读ROM全部内置在FPGA芯片内部，使整个系统的数据交换和处理速度得以很大提高，实际合理地解决了资源和速度之间的相互制约问题。


关键词：现场可编程门阵列(FPGA)，数字信号处理(DSP)，快速傅立叶变换(FFT), VHDL。

Title the hardware design and implementation method of FFT using Field Programmable Gate Array (FPGA)
Abstract
Fast Fourier Transform (FFT) is the core technique of DSP. The main idea of FFT is to transfer a large Discrete Fourier Transform (DFT) computation into a group of short length DFT computations. The performing time of FFT is shorter a few stages than DFT's.
The purpose of this paper is studying the hardware implementation method of FFT using Field Programmable Gate Array (FPGA).
The design adopts the algorithm of radix-4 and decimation-in-time (DIT). In the course of realization, the recursive structure and group float point arithmetic operations are adopted, which can make butterfly computing, data transformation and memory coincide, and avoid the bottleneck. Array and area
optimising multipliers are used as well as pipeline pattern. Dual-RAM and ROM are built inside the system. These methods accelerate the operating and reasonably resolve the mutually restriction of resources and speed.


Keywords : FPGA DSP FFT VHDL
参考文献
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