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基于FPGA的FFT算法设计_.docx
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基于FPGA的FFT算法设计_.docx
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基于 FPGA 的 FFT 算法设计
- I -
主
要
研
究
内
容
、
方
法
和
要
求
主要研究内容:
1.分析在 FPGA 中 FFT 算法运算效率和运算速度。
2.FFT 算法的原理及改进方法。
3.FPGA 基本结构及设计要求。
4.基于 FPGA 的 FFT 算法设计与实现。
方法和要求:
1.进行理论学习,广泛查阅国内外文献、图书,收集相关技术资料;
2.分析技术特点,总结确定研究方向,确定系统设计流程以及论文编写步骤;
3.仔细分析问题,研究对策,在老师指导下解决相关问题,完成设计;
4.根据导师安排;把握好进度,确保在规定时间内高质量完成论文。
进
度
计
划
12 月 25 日~3 月 7 日:查阅、收集、整理相关文献资料;
3 月 8 日~3 月 16 日:根据调研情况,撰写并提交开题报告;
3 月 17 日~4 月 15 日:消化资料,完成论文第一稿;
4 月 16 日~4 月 24 日:论文修改,完成论文第二稿;
4 月 25 日~5 月 5 日:论文修改,完成论文定稿;
5 月 6 日~5 月 20 日:准备论文答辩。
主
要
参
考
文
献
[1] FPGA 应用开发从实践到提高 袁立波 张皓 唐振中 中国电力出版社 2007
年 6 月
[2] 数字信号处理(第三版) 高西全 丁玉美 西安电子科技大学出版社 2008
年 6 月
[3] MATLB 及其在 FPGA 中的应用(第二版)国防工业出版社 2008 年 4 月
[4] FPGA 在数字信号处理中的应用 谢锘 无线电通信技术 2001 年
指导教师签字: 2017 年 1 月 5 日
教研室主任签字: 2017 年 1 月 6 日
备注:此任务书由指导教师填写,并于毕业设计(论文)开始前下达给学生。
- II -
摘 要
21 世纪,电子技术迅猛的发展,高新技术日新月异。传统的设计方案正逐步退出历史
舞台,把它取代的是的基础是 EDA(Electronic Design Automatic)技术的芯片设计的理念,它
慢慢的编程了电子系统设计的中流砥柱。很大范围的可编程逻辑器件和现场可编程门阵列
FPGA(Field Programmable Gate Array)与繁琐可编程逻辑器件的使用和运用 CPLD(Complex
Promgrammable Logic Device)目前是当代使用被运用最多的的两类可编程专门的集成电路。
伴随着数字电子技术的推广与升级。
数字信号处理技术被使在通讯、语音的处理、计算机与多媒体很多领域的运用。快速
傅里叶变换 FFT 是数字信号处理的主脑技术,这样他让离散傅里叶变换的算法运行时间缩
短相当大数量级针对快速傅里叶变换(FFT)算法的构造还有自己的特性,运用 Vcrilog HDL
讲述的方式使 512 点 16bits 复数块浮点构成的 FFT 的程序程序运行效率要高一些的基于
FPGA 的 FFT 可以得到实现。结合在一起运用散余弦的改变的奇偶性与相对称。
运用奇偶双路的方式、蝶型单元线连接的方式,可以使奇偶数据在运算上的相并的操
作得到实现,运用 FPGA 里面的 RAM 数据保存单元进行保存输入数据、之间的运行结果
还有就是最后的运算答案,还可以将旋转因子保存在 ROM 单元,使用这些都发性的操作,
可以使 FFT 算法的运算速度与运算效率得到很大程度上的提高。
【关键词】傅里叶变换 运算效率 数字信号处理 可编程逻辑器件
- III -
ABSTRACT
In twenty-first Century, the rapid development of electronic technology, high-tech change
ith each passing day. The traditional design scheme is gradually withdraw from the stage of
history, it is instead is based on the EDA (Electronic Design Automatic) technology for chip
design concept, it slowly the prograwmming of the mainstay of electronic system design. Large
scale programmable logic device and field programmable gate array FPGA (Field Programmable
Gate Array) and complicated PLD and the use of CPLD (Complex Promgrammable Logic
Device) is currently being used by most contemporary two kinds of special programmable
integrated circuit. Along with the promotion and upgrading of digital electronic technology.
Digital signal processing technology has been used in many fields such as communication,
voice processing, computer and multimedia. FFT fast Fourier transform digital signal processing
is the mastermind technology, so he let the discrete Fourier transform algorithm to shorten the
running time of considerable magnitude for the fast Fourier transform (FFT) algorithm structure
has its own characteristics, the use of Vcrilog HDL about the 512 point complex 16bits block
floating point of the FFT program to run efficiency some of the high FPGA can be achieved
based on FFT. Combined with the use of discrete cosine change of parity and relative.
The use of dual parity mode, butterfly unit line connection way, can make the parity data in
operation phase and the operation can be achieved, the operation results between using RAM data
inside the FPGA storage unit to save the input data, there is the final operation answer, can also
be saved in the rotation factor ROM unit. All these are primary operation, can make the operation
speed and efficiency of FFT algorithm has been largely improved.
【Key words】The Fourier transform Operation efficiency Digital signal processing (DSP)
Programmable logic devices
- IV -
目 录
前 言 ................................................................................................................................................1
第一章 绪论 ..................................................................................................................................3
第一节 课题研究的背景 ..........................................................................................................3
第二节 相关技术的相关发展现状 ..........................................................................................4
一、FFT 算法的发展现状 ..........................................................................................................4
二、FFT 处理器和算法的发展现状..........................................................................................5
三、研究的主要工作和内容 ......................................................................................................6
第二章 FPGA 设计基础 ...............................................................................................................7
第一节 可编程逻辑器件的基础 ..............................................................................................7
一、可编程器件的概述 ..........................................................................................................7
二、2PLD 开发工具................................................................................................................8
第二节 FPGA 实现 FFT 的优点 ..............................................................................................8
第三章 FFT 处理器及硬件结构 ................................................................................................10
第一节 处理器和计数器原理 ................................................................................................10
一、地址的产生单元 ............................................................................................................10
二、蝶形处理器和控制器 ....................................................................................................10
三、计数器的计数原理 ........................................................................................................11
第二节 硬件实现结构 ............................................................................................................13
一、顺序处理形式 ................................................................................................................13
二、并行迭代的处理形式 ....................................................................................................13
三、硬件设计流程图 ............................................................................................................14
第三节 硬件处理系统的优化 ................................................................................................14
一、FFT 运算精度提高的方法 ............................................................................................14
第四章 FFT 算法的设计 ............................................................................................................15
第一节 FFT 处理器的总体设计 ............................................................................................15
一、FFT 实现的框架图 ........................................................................................................15
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cqtianxingkeji
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