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基于FPGA的FFT变换分析与电路设计实现

· 40 · 工业仪表与 自动化装置 2016年第 1期 基于FPGA 的FFT变换分析与电路设计实现 陈 军 (定西师范高等专科学校 物理与电子工程学系,甘肃定西743000) 摘要:对FFrI’变换进行了模型分析,用移位寄存器存储旋转因子的方法,设计实现了基于FP- GA的FFT算法,并以16位长数据,64点FFT为例,在QuartusI1软件上通过了综合和仿真。实验 结果表明,该方法和普遍采用ROM做旋转因子存储器的方法相比,较大地提高了FFT的处理速 率,能够更好地满足实时处理的需求。 关键词:FPGA;FFTr;蝶形运算;电路设计;旋转因子 中图分类号:TN914.3 文献标志码:A 文章编号:1000—0682(2016)01—0040—03 AnalysisofFFT transfoFillandimplementationofcircuitdesignbasedonFPGA CHENJun (DepartmentofPhysicsandElectronciEngineering,DingxiTeachers’College,GansuDingxi743000,China) Abstract:TheFFTrtransform modelisstudied.designedandrealizedtheFFTralgorithm basedon FPGA,withthemethodoftheshiftregisterstoragerotationfactor,forexamplewith16bitslongdata,64一 pointFFT.throughcomprehensiveandsimulationintheQuartuslIsoftware.Theexperimentalresults show thatthemethod comparedwith generallyusedROM dorotationfactorofstoragemethods,greatly improvestheprocessingspeedofFFT.betterabletomeettherequirementsofreal—timeprocessing. Keywords:FPGA;F丌 ;butterflycalculation;circuitdesign;rotationfactor 升级简单的特点。该文提出了基于FPGA的设计来 0 引言 实现F丌 算法,并以16位长数据,64点FFT为例, FPGA器件 以其速度快、密度高、功耗低、可配 在 QuartusII软件上通过了综合和仿真。 置性强等特性,在许多领域得到广泛地应用 ¨J。 1 FFT原理和运算流图 高速 F兀’运算需要乘法器、大量RAM、寄存器,适合 用FPGA实现 一 。在FFrI1的硬件设计中,要充分 FFTF是离散傅立叶变换 (DFF)的快速算法。对 利用芯片资源,减少复杂逻辑,为了提高系统时钟频 于Ⅳ点离散的有限长时间序列 (n),其傅里叶变 率,实现高速处理,可以采用流水线方式与 “双蝶 换为 : 形”结构并行处理。在流水线设计中,可以采用双 N一1 (k)= () k:0,1,2,…,N一1 RAM流水线结构,也可以采用局部流水和反馈思 _0 想,在简化结构的同时提高处理速度。一般用RAM 完成Ⅳ点的DFF需要 次复数乘法和Ⅳ(Ⅳ一 存储 Fn、运

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