基于FPGA的移位寄存器流水線結構FFT處理器
0 引言
快速傅里葉變換(FFT)在雷達、通信和電子對抗等領域有廣泛應用。近年來現場可編程門陣列(FPGA)的飛速發展,與DSP技術相比,由于其并行信號處理結構,使得FPGA能夠很好地適用于高速信號處理系統。由于Altera等公司研制的FFT IP核,價錢昂貴,不適合大規模應用,在特定領域中,設計適合于自己領域需要的FFT處理器是較為實際的選擇。
本文設計的FFT處理器,基于FPGA技術,由于采用移位寄存器流水線結構,實現了兩路數據的同時輸入,相比傳統的級聯結構,提高了蝶形運算單元的運算效率,減小了輸出延時,降低了芯片資源的使用。在OFDM系統的實際應用中,因它可以采用快速傅里葉變換,能方便快捷地實現調制和解調,故結合MIMO技術,設計的FFT處理器結構,可以很好地應用于2根天線的MIMO-OFDM系統中。
1 FFT處理的應用及DIF FFT算法原理
圖1給出一個2根天線MIMO-OFDM系統中FFT的使用??焖俑道锶~變換算法基本上分為兩大類:時域抽取(DIT)和頻域抽取(DIF),這里設計的FFT處理器采用基-2 DIF算法。
對于N點序列x(N),其傅里葉變換
將x(n)分成上、下兩部分,得:
這樣將兩個N點的DFT分成兩個N/2點的DFT,分的方法是將x(k)按序號k的奇、偶分開。通過這種方式繼續分下去,直到得到兩點的DFT。采用DIF方法設計的FFT,其輸入是正序,輸出是按照奇偶分開的倒序。
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