[发明专利]一种基4FFT算法的并行处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种应用DSP实现基4FFT算法的并行处理装置及方法，它属于数字信号与系统技术领域，涉及到快速傅立叶变换FFT及数字信号的并行处理，具体设计基于频域抽取基4FFT算法。

背景技术

FFT(Fast Fourier Transformation)，即为快速傅立叶变换，是一种将信号从时域变换到频域的变换形式。通常FFT运算可通过基2或者基4算法实现，但是基4运算与基2运算相比，其运算速度快，运算级数少，具有较大的优势，对于长度非4ⁿ的FFT运算可以采用分裂基算法，即采用基2蝶形和基4蝶形混合结构以减少FFT的级数和提高运算速度。因此设计基4FFT运算单元具有较大的优势。本发明主要针对频率抽取基4FFT算法。

FFT算法可以采用通用DSP实现也可以通过FPGA来实现。两者相对来讲，DSP开发相对简单，技术成熟，但速度较慢。针对此情况，本发明在DSP的基础上利用整数指令流水线和SIMD指令流水线并行执行加速向量加法操作，利用SIMD指令流水线和整数指令流水线加速复数乘法运算，利用SIMD流水线和存取指令流水线并行执行加速数据的存储，利用较少的资源实现FFT的基4运算，提高基4FFT算法的运算速度，实现基4FFT算法的并行处理。

按频率抽取的N点基4-FFT(N＝4^M)的推导公式为：

X(k)=Σn=0N4-1x(n)WNnk+Σn=N4N2-1x(n)WNnk+Σn=N23N4-1x(n)WNnk+Σn=3N4N-1x(n)WNnk]]>

分别令k＝4r，k＝4r+2，k＝4r+1，k＝4r+3，而r＝0，1，、、、(N/4-1)