[发明专利]FFT计算装置及方法

说明书

本发明提供了一种FFT计算装置及方法，所述FFT计算装置，包括：模拟数字转换器，配置为接收模拟信号，将所述模拟信号转换为数字信号并输出；可编程器件，配置为对所述数字信号进行预处理并输出；图形处理器GPU，配置为对经过所述预处理后的数字信号进行FFT计算。基于本发明提供的FFT计算装置及方法，能够实现高精度的FFT计算，且有效地减低系统的功耗以及成本。

技术领域

本发明涉及数字信号处理领域，特别是涉及一种FFT计算装置及方法。

背景技术

快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation，简称为FFT)是离散傅里叶变换的快速算法，它是根据离散傅傅里叶变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。

在高分辨率的频谱分析过程中需要对信号进行FFT计算，而频谱分析的精度很大程度上取决于FFT的计算精度。

FFT计算是频谱分析仪中不可缺少的一种计算方法，而常用的FFT的计方法一般采用以下几种：

1.采用FFT专用硬件器，同时使用FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)作为预处理器；

2.采用X86(由Intel推出的一种复杂指令集，用于控制芯片的运行的程序)，在应用软件中实现FFT计算；

3.采用DSP(Digital Signal Process，数字信号处理器)，将DSP作为FFT计算的加速器；

4.采用FPGA，在FPGA内部使用通过IP实现FFT计算。

对于以上几种FFT计算方法，FFT硬件加速器虽然低延时、抵功耗，但功能比较单一，硬件设计较为特殊，应用面相对较窄。X86/DSP进行FFT计算时，对CPU的开销占用较大，系统的实时性很难得到保证。而FPGA进行FFT计算时，只有在固定点数且精度要求不高的条件下实时性才最好，当FFT点数变化且FFT的计算点数较大时，现有容量的FPGA很难满足高精度的FFT计算，且实现代价较高。

发明内容

本发明提供了一种FFT计算装置及方法以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

根据本发明的一方面，提供了一种FFT计算装置，包括：

模拟数字转换器，配置为接收模拟信号，将所述模拟信号转换为数字信号并输出；

可编程器件，配置为对所述数字信号进行预处理并输出；

图形处理器GPU，配置为对经过所述预处理后的数字信号进行FFT计算。

可选地，上述装置还包括：

显示器，配置为显示所述FFT计算的结果。

可选地，所述GPU包括：

第一内核，配置为控制所述FFT计算的结果的显示，并将预置的预处理参数发送给所述可编程器件；

多个第二内核，配置为通过GPU库函数进行并行FFT计算。

可选地，所述参数包括以下至少之一：中心频率、扫频带宽、RBW(ResolutionBandwidth，分辨率带宽)。

可选地，所述预处理包括以下至少之一：混频、滤波、根据预置的RBW值进行抽取滤波。

可选地，所述GPU通过PCIe实现与所述可编程器件的通信。

根据本发明的另一个方面，提供了一种FFT计算方法，包括：

模拟数字转换器接收模拟信号，将所述模拟信号转换为数字信号并输出；