[發(fā)明專利]應(yīng)用于腦電信號(hào)處理的FFT芯片電路及其設(shè)計(jì)方法、裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111232723.0
• 申請日: 2021-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN113961870A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉萌濤;史偉偉;張治國;胡立志;莊穗星;蘇永謙
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/14
• 分類號(hào): G06F17/14;G06F9/50
• 代理公司: 深圳尚業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44503
• 代理人: 王利彬

本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于腦電信號(hào)處理的FFT芯片電路及其設(shè)計(jì)方法、裝置，包括：基2流水線結(jié)構(gòu)單元、控制單元和ROM存儲(chǔ)單元；所述基2流水線結(jié)構(gòu)單元包括至少N級(jí)設(shè)有控制接口的蝶形運(yùn)算單元；ROM存儲(chǔ)單元與控制單元和每級(jí)蝶形運(yùn)算單元的輸出端連接；每級(jí)蝶形運(yùn)算單元上的控制接口均與控制單元的輸出端連接，兩級(jí)蝶形運(yùn)算單元之間通過布斯乘法器連接，控制單元控制選擇蝶形運(yùn)算的方式和從ROM存儲(chǔ)單元中讀取相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)因子。通過該應(yīng)用于腦電信號(hào)處理的FFT芯片電路實(shí)施，不僅可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)數(shù)的自由選擇，相比與現(xiàn)有的FFT運(yùn)算電路，本申請的通用性更加，且蝶形運(yùn)算采用布斯乘法器，這樣的設(shè)置使得其乘法運(yùn)算的功耗占用更小，進(jìn)一步減少的乘法運(yùn)算的延時(shí)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于腦電信號(hào)處理的FFT芯片電路及其設(shè)計(jì)方法、裝置。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是數(shù)字信號(hào)處理芯片技術(shù)，目前將數(shù)字信號(hào)處理芯片應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)腦電信號(hào)的處理已越來越普及，在現(xiàn)有技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)腦電信號(hào)處理的芯片中，主要是采用FIR時(shí)域分析和FFT頻域分析兩種方式來實(shí)現(xiàn)腦電信號(hào)的處理，但是FIR時(shí)域分析方式無法全面分析腦電信號(hào)特征。而目前采用FFT頻域分析方式雖然能較好地分析得到腦電信號(hào)特征，但是目前實(shí)現(xiàn)的FFT頻域分析實(shí)現(xiàn)都是固定點(diǎn)數(shù)，無法實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)數(shù)的FFT變化，并且其乘法運(yùn)算較多，導(dǎo)致最終完成運(yùn)算所占用的功耗較多，并且延時(shí)大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供了一種應(yīng)用于腦電信號(hào)處理的FFT芯片電路及其實(shí)現(xiàn)方法、裝置，以解決現(xiàn)有的FFT頻域分析中，無法實(shí)現(xiàn)不同點(diǎn)數(shù)的FFT變換，且功耗較多的問題。

本發(fā)明第一方面提供了一種應(yīng)用于腦電信號(hào)處理的FFT芯片電路，所述應(yīng)用于腦電信號(hào)處理的FFT芯片電路包括：基2流水線結(jié)構(gòu)單元、控制單元和ROM存儲(chǔ)單元；所述基2流水線結(jié)構(gòu)單元包括至少N級(jí)設(shè)有控制接口的蝶形運(yùn)算單元；

所述ROM存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)每級(jí)所述蝶形運(yùn)算單元所需的旋轉(zhuǎn)因子，其均與所述控制單元和每級(jí)所述蝶形運(yùn)算單元的輸出端連接；

每級(jí)所述蝶形運(yùn)算單元上的控制接口均與所述控制單元的輸出端連接，兩級(jí)所述蝶形運(yùn)算單元之間通過乘法器連接；

所述控制單元控制選擇所述基2流水線結(jié)構(gòu)單元中的蝶形運(yùn)算單元的組合方式和控制每級(jí)所述蝶形運(yùn)算單元從所述ROM存儲(chǔ)單元中讀取相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)因子。

可選的，所述乘法器設(shè)置于所述基2流水線結(jié)構(gòu)單元中，所述乘法器的輸入端分別與所述蝶形運(yùn)算單元的輸出端和所述ROM存儲(chǔ)單元連接，所述乘法器的輸出端與下一級(jí)所述蝶形運(yùn)算單元的輸入端連接。

可選的，所述蝶形運(yùn)算單元包括第一多路選擇器、第二多路選擇器、第一加法器、第二加法器和延時(shí)器組，所述延時(shí)器組包括至少一個(gè)延時(shí)器；

所述第一多路選擇器的第一輸入端與所述第一加法器的輸出端連接，所述第一多路選擇器的第二輸入端與所述第一加法器的第二輸入端和所述第二加法器的第一輸入端連接，所述第一加法器的第一輸入端與所述延時(shí)器組的輸出端連接，所述延時(shí)器組的輸入端與所述第一多路選擇器的輸出端連接；

所述第二多路選擇器的第一輸入端與所述第二加法器的輸出端連接，所述第二多路選擇器的第二輸入端與所述第二加法器的第二輸入端和所述第一加法器的第一輸入端連接，所述第二加法器的第一輸入端與所述第一加法器的第二輸入端連接，所述第二加法器的第二輸入端與所述第一加法器的第一輸入端連接；

所述第一多路選擇器的控制端與所述第二多路選擇器的控制端和所述控制單元的輸出端連接，所述第二多路選擇器的輸出端與所述乘法器的輸出端連接。

可選的，各所述乘法器根據(jù)所述控制單元發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)從所述ROM存儲(chǔ)單元中讀取對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)因子，并將所述旋轉(zhuǎn)因子與所述乘法器的上一級(jí)蝶形運(yùn)算單元的輸出信號(hào)進(jìn)行乘法運(yùn)算，將乘法運(yùn)算的結(jié)果作為下一級(jí)蝶形運(yùn)算單元的輸入信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)FFT變換。