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基于Vivado HLS的FFT IP核设计与实现 - 电子器件
第39卷 第2期 电 子 器 件 Vol39 No.2
2016年4月 ChineseJournalofElectronDevices Apr. 2016
DesignandImplementationofFFTIPCoreBasedonVivadoHLS
ZHANGJuntao ,FUFangqi,CAOMengna*
(ShaanxiUniversityofScienceandTechnologyInstituteofElectricandInformationEngineering,Xi’an710021,China)
Abstract:AnewmethodofdesigningFFTIPcorebasedonXilinxhigh-levelsynthesistoolHLSisstudied,anda
audiospectraldisplaytestsystemisbuiltfortestingtheFFTIPcore.Firsttwiddlefactorsof 1024-pointFFTalgo⁃
rithmare generatedwithMATLAB.ThenFFTalgorithmprogramwritteninClanguageisintegratedintotheIP
coreandisoptimizedtwice.Comparedwiththepreviousoptimizationthedelaytimehassaved 19%to40%,LUTre⁃
sourceshavesaved 18.5%.ThetestresultshowsthatFFTIPcoresuccessfullyimplementsspectralanalysisofthe
audiosignal.
Keywords:high-levelsynthesis;FFT;IPcore;design;spectrum;test
EEACC:6140 doi:10.3969/j.issn.1005-9490.2016.02.026
基于VivadoHLS的FFTIP核设计与实现
张俊涛 ,付芳琪,曹梦娜*
(陕西科技大学电气与信息工程学院,西安710021)
摘 要:研究基于Xilinx高层次综合工具HLS设计FFTIP核的新方法,并在Zynq平台上搭建音频频谱显示系统用于对设
计的FFTIP核进行测试。首先用MATLAB生成 1024点FFT算法所需要的旋转因子,然后用C语言编写FFT算法程序后经
HLS综合成IP核并进行了两次优化,与优化前相比延迟时间节省了 19%到40%,LUT资源节省 18.5%。测试结果表明,所设
计的FFTIP能够成功地实现音频信号的频谱分析。
关键词:高层次综合;FFT;IP核;设计;频谱;测试
中图分类号:TN851 文献标识码:A 文章编号:1005-9490(2016)02-0374-05
FFT算法在数字信号处理中占有非常重要的地 优化处理以提高速度和资源利用率。
位,用于对信号进行频谱分析。FFT既可以通过软
1 FFT原理
件编程的方式实现,也可以用 FPGA 实现。由于
FPGA具有并行处理的特点,因此基于FPFA实现 FFT是离散傅里叶变换DFT 的快速算法。FFT
的FFT 具有更高的运算速度和可靠性。但设计 算法可分为两大类,基于时域抽样法和基于频域抽
FFTIP核需要掌握硬件描述语言,并在提高时序等 样法。本文使用基-2 时域抽样FFT算法,下面是
性能方面需要进行反复仿真和优化,为满足频谱处 该算法具体介绍。
理在精度和实时性方面需要,开发难度大。 1.1 基-2时域抽样FFT算法原理
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