[发明专利]一种可参数化的FFT IP核设计和优化方法

摘要

本发明属于数字信号处理领域，涉及一种可参数化的FFT IP核设计和优化方法。本发明采用流水线寄存技术，根据时序分析结果插入网表级寄存器，实现对时序性能的优化；同时利用三角函数特性，实现旋转因子存储面积的优化，在软件无线电、SoC设计等方面具有较高的应用价值。本发明的具体结构是：FFT控制逻辑模块、蝶形运算单元和缓存模块。控制逻辑实现蝶形运算单元和缓存模块的相连，用于控制数据的输入和输出，使数据以FIFO缓存方式缓存到缓存模块中，同时控制蝶形运算单元中完成FFT运算，蝶形单元用于FFT的蝶形运算，缓存模块实现数据的存储。本发明可以实现2n点可参数化设计，有效提高系统最高频率，降低电路面积。

主权项

1.一种可参数化的FFT IP核设计和优化方法，其特征在于，具体为：FFT IP核设计：包括控制逻辑模块、蝶形运算单元和缓存模块；控制逻辑模块实现蝶形运算单元和缓存模块的相连，用于控制数据的输入和输出，使数据以FIFO缓存方式缓存到缓存模块中，同时控制蝶形运算单元完成FFT运算；其中，蝶形运算单元的设计采用基22的算法结构，将点数为N的FFT转换为(log2N)/2对蝶形运算单元，每对蝶形运算单元由BFI和BFII两个蝶形运算单元构成；在BFI和BFII两个蝶形运算单元后设计复数乘法器，用于将蝶形运算结果和预存储的旋转因子进行乘法操作；时序性能的优化：采用流水线寄存技术，通过对电路进行布局布线后的静态时序分析，发现关键路径的组合逻辑延迟，并根据时序分析结果，分别在BFI和BFII两个蝶形运算单元前后进行网表级的寄存器插入，实现对时序性能的优化；旋转因子的存储面积优化：利用基22的算法结构中三角函数奇偶对称性质对旋转因子的存储面积进行优化处理；乘法器优化：利用3个实数乘法器实现一个复数乘法器的优化结构，来降低实数乘法器的个数，减少整个FFT电路的面积。