用于MB-OFDM UWB系统的FFT_IFFT处理器的设计与实现.pdf

《用于MB-OFDM UWB系统的FFT_IFFT处理器的设计与实现》这篇论文主要探讨了在超宽带（UWB）无线通信系统中，如何设计和实现一个高效能的快速傅里叶变换（FFT）/反向傅里叶变换（IFFT）处理器。UWB技术因其在短距离无线通信中的高速数据传输能力而备受关注，特别是在无线个域网（WPAN）的应用中。MB-OFDM UWB是满足WPAN标准的关键技术，其中FFT/IFFT处理器扮演着核心角色。 文章首先介绍了FFT/IFFT处理器设计的重要性，指出它是UWB系统中运算复杂度最高的模块之一，对系统性能有着直接影响。设计目标是创建高速、低功耗且成本效益高的处理器。作者提出了一种改进的8路并行反馈结构，以提高数据吞吐率并降低芯片功耗。处理器采用了基2算法进行FFT运算，这种算法通过拆分数据和逐级计算，大大减少了计算步骤。 在数据处理方面，文章提出了一种新的方法，可以在保证信号质量的同时节省逻辑资源。在乘法器设计上，考虑到UWB系统的特点，对乘法器进行了结构优化，提升了性能。此外，处理器还结合了定点和块浮点混合的数据类型，以适应不同的计算需求。 文章进一步阐述了FFT/IFFT的运算过程，给出了128点序列的离散傅立叶变换的公式，并详细解释了如何通过分解索引来实现快速计算。论文还讨论了旋转因子在计算中的作用，以及如何利用这些因子进行高效运算。 在硬件实现部分，FFT/IFFT处理器采用0.18微米CMOS工艺制造，核心面积为0.762mm²，不含测试电路。在1.8V电源电压和25℃的条件下，最大工作时钟频率为317.199MHz，而在UWB典型工作频率下，内核功耗仅为33.5304mW，显示出良好的功耗效率。 这篇论文详细介绍了MB-OFDM UWB系统中FFT/IFFT处理器的设计原理、优化策略以及实际实现效果，为UWB通信系统的高性能和低能耗提供了理论和技术支持。通过这样的处理器设计，可以极大地提升UWB系统的数据传输效率，满足未来高速无线通信的需求。