[發明專利]一種順序輸出的高精度3780點FFT處理裝置和方法

無效

• 申請號: 201210379750.5
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102880592A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 蔣藍祥;劉昌銀;萬欣;張鵬
• 申請（專利權）人: 蘇州威士達信息科技有限公司
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及快速傅里葉變換處理技術，特別涉及一種用于中國數字電視廣播地面傳輸標準中3780點離散傅里葉變換處理器的實現方法。

背景技術

數字電視地面廣播是廣播電視體系中的重要組成部分，DTMB是我國具有自主知識產權的數字電視地面廣播標準。該標準的確立為我國數字電視產業的發展帶來了新的機遇。作為其核心技術的時域同步正交頻分復用技術（TDS-OFDM），通過時域和頻域混合處理，簡單方便地實現了快速碼字捕獲和穩健的同步跟蹤，其中通過綜合考慮多種因素而設計出來的3780點子載波數，在實際應用中具有一定的獨創性和新穎性，形成了與歐、日多載波技術不同的自主核心技術。

對于3780點的FFT一般有兩種方法：一是通過將3780點內插為4096點，利用基-2或基-4算法實現4096點FFT，然后通過減采樣得到3780點FFT；二是將3780點分解為3×4×5×7×9，通過計算小點的DFT來得到3780點DFT。而素因子算法相比混合基算法消去了旋轉因子的乘法運算，與Winograd算法相比結構更為簡單且可實現同址順序運算，是實現非基-2點FFT的一種最常用的方法。

但素因子算法必須面臨一個重新排序的問題，而重新排序就意味著必須增加一級緩沖區，需要消耗大量的存儲器資源，不僅提高了硬件成本還降低了處理速度，增加了控制的復雜度。還有的做法通過修改小點DFT的設計結構來避免重新排序，但針對不同的設計需要進行小點數DFT的重新設計，方法不能通用且同樣增加了復雜度。

在小點數運算排序方面，大多的設計都采用由小到大的運算順序，但這樣的順序并不一定能達到最高的運算精度。

發明內容

本發明的主要目的在于，提供一種順序輸出的高精度3780點FFT處理裝置。本發明的素因子算法不需要重新排序，也不需要對小點數FFT進行修改設計，每個小點數運算都是同址順序的，從而簡化了算法設計，采用“乒乓”存儲結構提高了運算速度和數據吞吐率，減少了存儲器資源，降低了硬件成本。且本發明通過對設計的調制誤差比進行仿真，得出最優的小點FFT運算順序，大大提高了處理裝置的精度。

基于上述目的，本發明采用順序輸出的素因子算法實現3780點DFT。具體而言，3780分解為3780=4×27×7×5，四個互素因子。當進行3780點DFT時，先進行945次常規的4點同址WFTA，然后進行140次常規的27點同址混合基FFT運算，再進行540次常規的7點同址WFTA，最后進行756次常規的5點同址WFTA。27點同址混合基FFT運算時，先進行9次常規的3點同址WFTA，然后將所得27點數據與常規的27點旋轉因子相乘，再進行3次常規的9點WFTA。整個運算過程中，每個小點的DFT運算都是同址順序的，且各個小點DFT運算模塊不需要進行修改設計。

本發明使用兩個3780點復數的存儲器Cache1和Cache2來組成一個乒乓結構的存儲器，當Cache1作為輸出存儲器時，Cache2則作為輸入及運算處理存儲器；一次運算周期完成后，兩個存儲器互換狀態，Cache2作為輸出存儲器，而Cache1作為輸入及運算處理存儲器。從外部將數據寫入到乒乓結構存儲器是按照自然順序的；各小點數DFT運算過程中從存儲器讀取數據和運算完后寫入存儲器的地址是順序的而且是同址的；在運算完后，從存儲器輸出到外部的地址由順序輸出控制模塊得到，保證輸出數據與輸入一樣是順序的。順序輸出控制模塊由一個寄存器、一個累加器、一個選擇器構成，與源地址直接順序輸出有相似的結構且資源消耗相同，來完成一個模數累加運算得到順序輸出需要的讀取地址。關于本發明的優勢與方法可通過下面的發明詳述及附圖得到進一步的了解。

附圖說明

圖1是采用乒乓結構基于順序輸出素因子算法的3780點FFT功能框圖；

圖2是采用模數累加器結構的順序輸出模塊功能框圖；

圖3是采用普通累加器結構的自然順序地址產生功能框圖；

圖4是各種小點數排列組合下的MER仿真結果表圖；

圖5是最優的小點數排列運算流程圖；

圖6是乒乓結構存儲器與輸入輸出時序框圖；

圖7是采用乒乓結構基于順序輸出素因子算法的3780點FFT流程圖；

圖8是基于常規混合基算法的27點DFT設計流程圖。

具體實施方式

下面對結合附圖對本發明的較佳實施例作詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍作出更為清楚明確的界定。