[发明专利]向量处理器中基于SIMD的并行FFT/IFFT蝶形运算方法及装置

摘要

本发明公开一种向量处理器中基于SIMD的并行FFT/IFFT蝶形运算方法及装置，该方法将N点蝶形运算分为多段执行，每段包含多个独立蝶形运算组，每个蝶形运算组的每一级蝶形运算采用固定模式进行数据混洗后与对应的常复系数相乘，再将每相邻两个数据进行加和减运算，使用单条指令就能实现向量数据的混洗、复数乘法以及蝶形运算，实现方法简单、执行效率高、蝶形运算组内无需独立的复数乘法，能够有效减少处理器的功耗；该装置包括向量寄存器文件、固定模式混洗网络、常复系数乘法器阵列、蝶形运算阵列以及FFT/IFFT控制寄存器，通过顺序执行即可实现并行蝶形运算，减少了硬件及运算的复杂度，可以进一步方便硬件的扩展。

主权项

一种向量处理器中基于SIMD的并行FFT/IFFT蝶形运算方法，其特征在于，步骤为：(1)将待运算的N＝2n点存储在向量存储器中，按照蝶形运算总级数n将N点FFT蝶形运算分成多个段，每段分成2N/M个蝶形运算组，每个蝶形运算组包括多级蝶形运算；其中N为待计算的FFT点数，M为SIMD向量处理器的宽度；(2)每次从向量存储器中加载一个蝶形运算组进行运算并将结果存储回向量存储器中，其中每一级的蝶形运算并行执行；执行每一级蝶形运算时，将目的寄存器中的向量数据以固定模式进行混洗后与对应的常复数系数进行相乘，相乘后的结果进行复数的加和减运算，得到一级蝶形运算的运算结果；(3)将2N/M个蝶形运算组的运算结果进行级联，构成一段蝶形运算结果并作为下一段蝶形运算的数据输入，返回执行步骤(2)直至完成所有段的蝶形运算；所述步骤(2)中固定模式进行混洗的方法为：将输入数据按照0～2M‑1顺序编号并进行重排序，将编号为m的数据调整至编号为[(2m+m/M)mod 2M]的位置，其中m/M为取整运算，mod表示取模运算。