基于FPGA的8K点FFT的设计与实现-通信与信息系统专业论文.docx

ClassifiedIndex::’sDegreeinEngineeringDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFTHE8K-POINTFFTBASEDONFPGACandidate:LuXiulingSupervisor: : MasterofEnSpeciality: CommunicatAffiliation: HarbinSecoDateofDefence: April,2007Degree-Conferring-Institution: HarbinInstitanghuigineeringionandInformationSystemndarySchoolofEconomicalTechnologyuteofTechnology摘要快速傅立叶变换(FFT)是最常见的数字信号处理算法,它在各种数字信号处理系统中扮演着重要的角色。现场可编程门阵列(FPGA)技术,具有集成度高、逻辑实现能力强等特点,已经成为数字系统设计的重要技术之一。本文系统分析了几种FFT算法的特性和规律,深入研究了基4、基2蝶形算法的结构及硬件实现的性价比。讨论了顺序、级联、并行和阵列的处理结构及流水线设计方式。本文设计完成了基于FPGA实现的8K实数点FFT处理器的硬件结构。采用4K点复数FFT实现8K实数点FFT;数据存储单元采用双口乒乓RAM,减少了访问RAM的时钟消耗;采用级联结构,流水线设计方式,块浮点溢出检测;基4碟形结构完成前6级的运算,双基2碟形结构完成最后一级运算。本文完成了FFT处理器的软件设计。使用VHDL语言编程,采用运行MegaWizard管理器的方法生成各种基本模块。利用FPGA器件内部丰富的逻辑单元RAM、ROM和DSP块实现了FFT核心运算的并行化。采用并行的基4蝶形运算单元提高处理速度,设计了一种8K实数点的高性能FFT处理器。系统各个单元协调一致地并行工作,提高了系统时钟频率,达到了高速处理。整个系统采用模块化设计,易于移植、扩展。,采用先进的层次化设计思想,使用一片FPGA芯片完成了整个FFT处理器的电路设计。关键词 快速傅立叶变换(FFT);流水线;FPGAAbstractFastFourierTransform(FFT)isoftenseenalgorithm,,,thethesisdoesin-depthanalysisonstructureandCapability/,pipeline,--plex-valuedFFTisappliedtoimplementan8K-pointReal--pongDouble--,,suchasRAM,-pointFFTprocessorofimprovingFFTprocessingspeed,usingradix-