基于FPGA的低功耗可变精度通用FFT处理器设计

被引量 : 0次 | 上传用户:jkdjzzg
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
20世纪中期以来,数字信号处理的基本和核心理论FFT(快速傅里叶变换),成为众多学者研究的课题。FFT处理器在通信、雷达、医学工程等各个领域应用广泛。多领域的应用要求FFT处理器具有更多的点数处理能力、更好实时性、灵活性和低功耗性。本课题既是基于FPGA通用FFT处理器,除了多点可变等特点,更是以低功耗、高精度为特点,具有很强的应用价值。本文首先分析了FFT算法中基于硬件较易于实现的基-2、基-4算法,并对基-4算法与其他多种FFT实现算法做了探讨与比较,确定了基-4算法。在分析系统功耗相关理论后,确定选用最低功耗的单蝶行结构作为系统硬件结构。在蝶形运算单元的实现中,提出了新型可变精度的运算单元,大大提高了蝶形单元的数据处理范围和精度;提出了优化的基-4算法实现结构,使基-4蝶形仅需要4个复数加法器、1个复数乘法器即可完成基-4蝶形运算,使系统的硬件资源消耗进一步降低;在蝶形单元设计过程和时钟设计中,植入数据使能和门控时钟,大大降低了系统功耗;存储结构选用乒乓结构,并在存储器读写和蝶形单元的运算间采用流水操作,使数据可以连续读入和进行计算,提高了系统的速度;用一个地址生成器提供三种地址,其灵活设计使控制器得到了简化,继而增加了系统的稳定性,最后完成了可配置4点、16点、64点、256点的低功耗通用FFT处理器的设计。本文基于Altera公司的Cyclone Ⅱ EP2C35F673C6实现,通过Matlab仿真算法,验证了本文设计的基-4算法可变点FFT处理器系统的正确性与可行性,并通过Quartus Ⅱ内部集成的功耗分析软件Powerplay验证了系统的低功耗性。该系统完成256点FFT计算仅需要9.1μs,相对于目前最佳速度,提高了29%,功耗为0.65mW/MHz,满足低功耗高速的要求。
其他文献
《夜谭随录》是清代摹仿《聊斋志异》的小说中颇富才华、较具个性的一部小说。该书虽在题材、体裁、艺术手法上借鉴《聊斋志异》,但并未亦步亦趋,在内容、艺术上均有一定的创新
P92钢因具有优良的热强性已广泛应用于超超临界发电机组主蒸汽管道,主蒸汽管道焊接接头焊接后存在焊接残余应力,不可避免对结构在服役中的安全造成影响,需要进行焊后热处理来改
泰安高新技术产业开发区是山东省省级重点高新技术产业开发区之一,坐落于风景秀丽、物产资源丰富的泰安市。区位发展条件得天独厚,各种配套管线同步敷设,基础设施日益完善。
金耳(Tremella aurantialba Bandoni et Zang)是我国有名的食药用真菌,具有很高的营养价值。可是,金耳本身不具备分解纤维素的能力。金耳子实体的生成过程需要它的伴生菌才能
自新课程改革以来,初中生物学实验课已逐渐受到教师和学生的重视,越来越多的学校在建设完善生物学实验室的同时,生物教师也开始尝试使用各种教学手段进行生物学实验教学改革,以提
针对工业现场级控制对实时性要求越来越高的问题,提出一种采用EtherCAT总线的测试系统。论文阐述了系统的结构组成、软件设计及系统所实现的功能。应用结果表明,该测试系统运
目的 观察严重急性呼吸综合征 (SARS)患者性腺是否受到损害。方法 采用电化学发光免疫技术检测 6 6例男性SARS患者的血清雌二醇 (E2 )、孕酮 (PROG)、促卵泡激素(FSH)、黄
就医院当前财务内部控制方面本文剖析了其存在的薄弱环节和相关问题,通过与医院的实践相结合,更深层次地对加强医院财务内部控制制度相关规范内容的探讨和要确保相关制度准确
世界各国对能源需求不断增加,以石油、天然气为主的传统能源并没有因为核能、太阳能等新能源的出现被替代,反而因技术不断进步表现出强劲的市场需求,而与之紧密联系的大型管道制
目的探讨高甘油三酯血症患者动脉僵硬度与超敏C反应蛋白(hsCRP)的关系。方法以脉搏波速度(PWV)水平作为动脉僵硬度的评价手段。112名高甘油三酯血症患者根据动脉硬化的程度分为低