[发明专利]一种可变点数流水线FFT处理器

摘要

本发明一种可变点数流水线FFT处理器，包括第一1024点可变FFT处理模块、旋转因子处理模块、第二1024点可变FFT处理模块、选择与控制模块。上述四个模块与处理器外部的中间数据存储模块共同完成大点数FFT的二维处理。两个1024点可变FFT处理模块均包括第一、第二32点可变FFT处理子模块、旋转因子处理子块、中间数据存储子模块、选择与控制子模块。通过32点可变FFT处理子模块实现可变点FFT运算；旋转因子处理模块产生中间旋转因子，并与FFT运算结果相乘；选择与控制模块实现对整个芯片的控制。本发明适于在单片FPGA或ASIC中实现，同时可获得高速、低功耗、高精度等特性。

主权项

1、一种可变点数流水线FFT处理器，其特征在于，包括第一1024点可变FFT处理模块、旋转因子处理模块、第二1024点可变FFT处理模块、选择与控制模块；(1)第一、第二1024点可变FFT处理模块用于实现大点数FFT的二维小点数处理，可实时地进行1024可变点的FFT处理；两个模块的结构组成相同，每一个1024点可变FFT处理模块均包括：第一32点可变FFT处理子模块、第二32点可变FFT处理子模块、旋转因子处理子模块、中间数据存储子模块、选择与控制子模块；其中，32点可变FFT处理子模块中每级基-2运算单元加入输出选择电路，通过控制可实现可变点FFT计算，且32点FFT处理采用块浮点定标方式，获得较高处理精度；旋转因子处理子模块用于完成二维FFT处理的中间旋转因子的产生，并将中间旋转因子同第一32点可变FFT处理子模块的处理结果相乘；中间数据存储子模块用于存储第一32点可变FFT处理子模块的处理结果，并将其作为第二32点可变FFT处理子模块的输入；选择与控制子模块用于产生第一和第二32点可变FFT处理子模块、旋转因子处理子模块、中间数据存储子模块的选择与控制信号；连接关系为：第一32点可变FFT处理子模块、旋转因子处理子模块、中间数据存储子模块、第二32点可变FFT处理子模块依次相连，选择与控制子模块与上述各个模块分别相连；(2)旋转因子处理模块完成二维FFT处理的中间旋转因子的产生，并将中间旋转因子同第一1024点可变FFT处理子模块的处理结果相乘，以便进行二维运算；(3)选择与控制模块用于产生各种控制信号，对各个模块进行控制与协调，保证整个芯片能够正常工作；上述组成模块间的连接关系如下：第一1024点可变FFT处理模块中的第二32点可变FFT处理子模块和旋转因子处理模块相连，旋转因子处理模块另一端与FFT处理器外部的中间数据存储模块相连，处理器外部的中间数据存储模块的另一端与第二1024点可变FFT处理模块中的第一32点可变FFT处理子模块相连，选择与控制模块分别与第一1024点可变FFT处理模块中的选择与控制子模块、旋转因子处理模块、FFT处理器外部的中间数据存储模块、第二1024点可变FFT处理模块中的选择与控制子模块相连；上述模块之间的信号转换关系为：N点输入序列进入处理器的第一1024点可变FFT处理模块进行小点数FFT运算；其中，在第一1024点可变FFT处理模块内部，先在第一32点可变FFT处理子模块内进行2n点FFT运算，n≤5，处理结果送入旋转因子处理子模块中与旋转因子相乘，以便进行二维运算处理；相乘后的结果送到中间数据存储子模块进行存储；当所有的点数据全部处理完毕之后，送入第二32点可变FFT处理子模块中再次进行2n点FFT运算；若N小于等于1024时，处理过程到此结束，第一1024点可变FFT处理模块的处理结果直接输出；若N大于1024时，则将第一1024点可变FFT处理模块的处理结果送入旋转因子处理模块中，与此处的旋转因子相乘；相乘结果送到处理器外部的中间数据存储模块中进行存储；当N点数据的相乘结果全部到达后，将全部数据送入第二1024点可变FFT处理模块，数据在第二1024点可变FFT处理模块中进行2n点FFT运算，运算方法与第一32点可变FFT处理子模块内的方法相同；运算结束之后，将第二1024点可变FFT处理模块结果输出。