[發明專利]一種高吞吐率的FFT加速器

在審

• 申請號: 201310739716.9
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103838704A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 潘紅兵;呂飛;李麗;姚馨;田靜;徐淼;魏子君;陳輝;李偉;何書專;沙金
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 陳揚

技術領域

本發明涉及FFT加速器，尤其涉及一種高吞吐率的FFT加速器。

背景技術

隨著通信、雷達技術的發展，FFT在無線通信、語音識別、圖像處理和頻譜分析等領域得到廣泛應用。特別是在正交頻分復用（Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，OFDM）出現后，如何更快速、更靈活的處理大點數FFT成為越來越重要的課題。FFT硬件架構主要分成：流水線結構的FFT和存儲器結構的FFT兩種。

存儲器結構的FFT需要的存儲單元和運算單元消耗硬件資源都比較少，但是由于存儲器結構的FFT結構，每一級數據的輸入輸出都共用同一塊RAM，只有當每一幀數據完全處理結束后，才能開始下一幀數據的輸入，從而增加了數據的搬運時間，導致數據的吞吐率及運算單元利用率的降低。所以存儲器結構的FFT最主要的缺點在于其不能進行連續的FFT數據處理。現有的FFT硬件結構受片上存儲資源的約束，運算效率較低，吞吐率低。

發明內容

本發明目的在于克服以上現有技術之不足，提供一種高吞吐率的FFT加速器，具體有以下技術方案實現：

所述高吞吐率的FFT加速器，包括

數據存儲模塊，用于數據的讀寫與傳輸；

地址生成模塊，為數據存儲模塊提供數據傳輸的目標地址；

FFT加速模塊，對由數據存儲模塊輸出的數據進行FFT。

所述高吞吐率的FFT加速器的進一步設計在于，所述地址生成模塊需要對目標地址的二進制數進行翻轉處理，用于與FFT加速模塊輸入地址相對應。

所述高吞吐率的FFT加速器的進一步設計在于，所述FFT加速模塊，構建多級流水運算，包括

旋轉因子產生模塊，用于生成旋轉因子并輸出；

核心運算單元，根據流水運算的級數進行蝶形運算并與接收到的旋轉因子進行復數相乘，并輸出結果；

所述高吞吐率的FFT加速器的進一步設計在于，所述核心運算單元包括

蝶形運算模塊，根據bi=ai+ai+N/2bi+N/2=ai-ai+N/2i=0,...,N/2-1]]>進行蝶形運算，其中N為所述多級流水的任意一級的輸入數據個數，a_i、a_i+N/2為這一級序號相隔N/2的兩個元素，b_i、b_i+N/2為經過碟形運算后輸出的FFT的中間值；

數據緩存模塊，用于提供與所述多級流水運算相對應的數據存儲地址；

復數乘法模塊，用于完成所述FFT的中間值與旋轉因子的復數乘法運算，并將結果輸出。

所述高吞吐率的FFT加速器的進一步設計在于，所述旋轉因子產生模塊對應于所述多級流水運算的級數m，其分布規律如下：