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随着电视广播的全面数字化,传统的电视媒体将在技术、功能上逐步与信息、通信领域的其它手段相互融合,从而形成全新的、庞大的数字电视产业。在此期间地面数字电视广播标准DVB-T得到了广泛应用。
DVB-T地面数字电视广播系统采用多载波调制方式,即OFDM调制技术。采用这种技术可以避免使用高速均衡,且可以对抗窄带脉冲噪声及多径衰落,使有效的频域资源得到充分利用。由于OFDM的传送、接收方程式与离散傅立叶变换(DFT)标准方程式相同,因此其调制、解调的动作主要利用2k(2048次载波)模式、8k(8192次载波)模式的变模IFFT与FFT实现。FFT是DVB-T接收系统中硬件实现最为复杂、困难的一部分,其处理速度及硬件面积等性能对整个DVB-T接收系统而言都是至关重要的。
本文在于实现一种基于radix-2和radix-4 SDF的变模并行FFT处理器的IP核。这个FFT IP核结合高速、实时快速傅立叶变换的实际需求,分析了radix 2、radix 4、按频率抽取(DIF)等FFT算法,硬件采用多级Pipeline流水线结构。整个设计划分为多个功能模块,RTL电路全部采用Verilog HDL语言描述。文中对存储旋转因子的ROM存储器规模从RTL实现的角度进行了最优化处理。综合结果表明,优化后的ROM存储器面积与优化处理之前相比减小了将近3/4。
本文在掌握数字电视、OFDM技术以及FFT处理器的发展现状及应用前景的前提下,首先介绍了与设计相关的技术及领域的发展现状和基本理论。后对DVB-T系统发射与接收部分的整体架构进行了描述,并重点对接收系统各个部分的结构及功能进行阐述。接着讨论了FFT处理的各种算法,并进行对比从而给出本文所采用算法的优越性。然后对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,包括乘法器、加法器、ROM、SRAM的算法及控制,特别对ROM的优化过程做了详细探讨。之后给出本FFT处理器的RTL仿真测试及综合结果。另外,对本FFT处理器可能进行优化处理的方面进行了总结。