基于改进旋转因子的高性能FFT硬件设计

• 作者: 骆阳 张为
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 关键词: 快速傅里叶变换 单路延迟反馈架构 常数乘法器 坐标旋转数字计算方法
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 信息与电子工程|Information and Electronic Engineering
• 页码范围: 1199-1207
• 页数: 9页
• 分类号: TN47
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2021.06.021

摘要

针对FFT硬件实现中旋转因子模块占用资源较多的问题,设计高性能单路延时反馈结构的基22快速傅里叶变换.采用CORDIC与MCM混合的方法设计旋转因子模块,实现了无需常规乘法器的FFT架构,不必占用DSP48E资源.对于旋转角度数量较少的W16旋转因子模块,采用基于三输入加法器的MCM方法设计,将加法器数量降到最低.对于旋转角度数量较多的W64、W256和W1024模块,采用CORDIC方法设计.依据旋转角度的数学规律,设计旋转角度实时生成模块,与传统的CORDIC方法相比,不需要占用ROM资源,避免了复杂的寻址逻辑和时序控制.与其他构架相比,设计的16 bit 64点快速傅里叶变换在Xilinx Virtex-7上将单位slice吞吐率提高了35.20％,256点FFT在Virtex-5上提高了30.37％,1024点FFT在Virtex-7上提高了25.38％.