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随着电子技术的高速发展,快速傅立叶变换(FFT,Fast Fourier Transform)作为数字信号处理的核心技术之一,被广泛应用于各种不同领域,如多媒体、通信和图像处理等领域中。正交频分复用(OFDM)技术是一种可以有效对抗信号波形间干扰的高速传输技术,成为第四代移动通信的首选技术。在OFDM收信机中,FFT被用来对各个子信道做正交调制。FFT是OFDM系统中硬件实现较为复杂和困难的一部分,其处理速度及硬件面积等性能对整个OFDM系统而言都是至关重要的。因此全数字OFDM收信机中FFT处理器设计是当前数字信号处理及移动通信技术研究的热点问题。近年来超大规模集成电路和DSP技术的发展,也为全数字OFDM收信机中FFT处理器的实现提供了硬件基础。本文主要研究用于OFDM系统的FFT处理器的设计。概况地介绍了FFT处理器发展现状和OFDM的基本概念、基本工作原理、系统框图。总结了OFDM系统的优缺点,FFT处理器的重要性。详细阐述了数字信号处理理论中快速傅立叶变换的理论基础。对FFT的各种算法,FFT处理器的硬件结构以及各部分的具体实现方法进行了详细的描述。重点研究的内容是:采用了按时间抽取基-2的阵列结构进行设计和仿真。合理地使用加法器、乘法器,特别是对乘法器进行了详细地研究。分析了两种快速乘法算法,最后根据实际需求,采用了Booth算法。通过分析,将Booth算法与流水线结合,满足速度的要求,并用Verilog HDL语言进行描述,编写代码,通过功能仿真及时序分析验证了其快速性。在此基础之上,设计了FFT的蝶形运算单元,降低了运算复杂度,提高了蝶形运算单元的速度。然后根据FFT的运算特点,对整体结构进行RTL级设计,在功能仿真之后,采用TSMC 0.18 LumCMOS工艺对蝶形单元进行了逻辑综合和版图设计,对生成的面积报告、功率报告、时序报告进行分析。本设计使用Matlab、Modelsim、QuartusⅡ、Synplify、Design Compiler、Encounter等软件完成了算法验证、RTL编码、功能仿真、逻辑综合、版图设计。