[发明专利]应用于脑电信号处理的FFT芯片电路及其设计方法、装置在审

专利信息
申请号: 202111232723.0 申请日: 2021-10-22
公开(公告)号: CN113961870A 公开(公告)日: 2022-01-21
发明(设计)人: 叶萌涛;史伟伟;张治国;胡立志;庄穗星;苏永谦 申请(专利权)人: 深圳大学
主分类号: G06F17/14 分类号: G06F17/14;G06F9/50
代理公司: 深圳尚业知识产权代理事务所(普通合伙) 44503 代理人: 王利彬
地址: 518000 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 应用于 电信号 处理 fft 芯片 电路 及其 设计 方法 装置
【说明书】:

发明公开了一种应用于脑电信号处理的FFT芯片电路及其设计方法、装置,包括:基2流水线结构单元、控制单元和ROM存储单元;所述基2流水线结构单元包括至少N级设有控制接口的蝶形运算单元;ROM存储单元与控制单元和每级蝶形运算单元的输出端连接;每级蝶形运算单元上的控制接口均与控制单元的输出端连接,两级蝶形运算单元之间通过布斯乘法器连接,控制单元控制选择蝶形运算的方式和从ROM存储单元中读取相应的旋转因子。通过该应用于脑电信号处理的FFT芯片电路实施,不仅可以实现点数的自由选择,相比与现有的FFT运算电路,本申请的通用性更加,且蝶形运算采用布斯乘法器,这样的设置使得其乘法运算的功耗占用更小,进一步减少的乘法运算的延时。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域,尤其涉及一种应用于脑电信号处理的FFT芯片电路及其设计方法、装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展,尤其是数字信号处理芯片技术,目前将数字信号处理芯片应用于实现脑电信号的处理已越来越普及,在现有技术中,实现脑电信号处理的芯片中,主要是采用FIR时域分析和FFT频域分析两种方式来实现脑电信号的处理,但是FIR时域分析方式无法全面分析脑电信号特征。而目前采用FFT频域分析方式虽然能较好地分析得到脑电信号特征,但是目前实现的FFT频域分析实现都是固定点数,无法实现多点数的FFT变化,并且其乘法运算较多,导致最终完成运算所占用的功耗较多,并且延时大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供了一种应用于脑电信号处理的FFT芯片电路及其实现方法、装置,以解决现有的FFT频域分析中,无法实现不同点数的FFT变换,且功耗较多的问题。

本发明第一方面提供了一种应用于脑电信号处理的FFT芯片电路,所述应用于脑电信号处理的FFT芯片电路包括:基2流水线结构单元、控制单元和ROM存储单元;所述基2流水线结构单元包括至少N级设有控制接口的蝶形运算单元;

所述ROM存储单元,用于存储每级所述蝶形运算单元所需的旋转因子,其均与所述控制单元和每级所述蝶形运算单元的输出端连接;

每级所述蝶形运算单元上的控制接口均与所述控制单元的输出端连接,两级所述蝶形运算单元之间通过乘法器连接;

所述控制单元控制选择所述基2流水线结构单元中的蝶形运算单元的组合方式和控制每级所述蝶形运算单元从所述ROM存储单元中读取相应的旋转因子。

可选的,所述乘法器设置于所述基2流水线结构单元中,所述乘法器的输入端分别与所述蝶形运算单元的输出端和所述ROM存储单元连接,所述乘法器的输出端与下一级所述蝶形运算单元的输入端连接。

可选的,所述蝶形运算单元包括第一多路选择器、第二多路选择器、第一加法器、第二加法器和延时器组,所述延时器组包括至少一个延时器;

所述第一多路选择器的第一输入端与所述第一加法器的输出端连接,所述第一多路选择器的第二输入端与所述第一加法器的第二输入端和所述第二加法器的第一输入端连接,所述第一加法器的第一输入端与所述延时器组的输出端连接,所述延时器组的输入端与所述第一多路选择器的输出端连接;

所述第二多路选择器的第一输入端与所述第二加法器的输出端连接,所述第二多路选择器的第二输入端与所述第二加法器的第二输入端和所述第一加法器的第一输入端连接,所述第二加法器的第一输入端与所述第一加法器的第二输入端连接,所述第二加法器的第二输入端与所述第一加法器的第一输入端连接;

所述第一多路选择器的控制端与所述第二多路选择器的控制端和所述控制单元的输出端连接,所述第二多路选择器的输出端与所述乘法器的输出端连接。

可选的,各所述乘法器根据所述控制单元发送的驱动信号从所述ROM存储单元中读取对应的旋转因子,并将所述旋转因子与所述乘法器的上一级蝶形运算单元的输出信号进行乘法运算,将乘法运算的结果作为下一级蝶形运算单元的输入信号,以实现FFT变换。

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