[发明专利]一种小面积的基-3FFT蝶形单元

说明书

技术领域

本发明属于数字信号处理技术领域，涉及一种小面积的基-3FFT蝶形单元。

背景技术

随着大规模集成电路和数字信号处理技术的发展，FFT(快速傅里叶变换)算法具有不可替代的作用，广泛应用于雷达、声纳、通信等领域。在实时性、小型化和低功耗要求越来越高的今天，需要采用尽可能少的资源来实现更快的FFT设计来满足当前的各种需求。

在FFT处理器中，蝶形单元是最基本的运算模块，传统的设计算法主要集中在基-2和基-4FFT蝶形单元的结构上，基-2和基-4FFT蝶形单元因其运算复杂度低而得到广泛的应用。但是，基-2和基-4FFT蝶形单元存在着限制FFT处理点数选择的问题，因为对于一些不满足基-2或基-4FFT蝶形单元的FFT处理点数通常采用补零的方法将点数扩展至2或4次幂，在实际点数与2或4次幂相差较大时，需要补充较多的零值来完成基-2或基-4FFT蝶形单元计算，这就加大了存储器的占用以及计算时间的浪费。

对于那些列长不满足2或4次幂，却可以满足3次幂的点数，可以采用基-3FFT蝶形单元算法，从而采用尽可能短的序列进行计算来满足实际需求。基-3FFT蝶形单元算法是除基-2或基-4FFT蝶形单元算法结构较为简单的算法，因此对某些FFT处理点数来说基-3FFT蝶形单元算法相比于基-2或基-4FFT蝶形单元算法更适合应用，如729点数据，如果用基-2或基-4FFT蝶形单元则会多占用40％的存储空间，计算时间也会相应延长。因此，研究基-3FFT蝶形单元应对哪些不适用于基-2或基-4FFT蝶形单元的点数已成为必然。

一种简单现有的基-3FFT蝶形单元实现结构，如图1，其中OP_in(i)(i＝0，1，2)是该蝶形单元的输入信号，OP_out(i)(i＝0，1，2)该蝶形单元的输出信号，Twiddle1，Twiddle2是旋转因子，表示2输入复数浮点乘法操作，表示2输入复数浮点加法操作，表示2输入实数加法操作，Re，Im分别表示取输入数据的实部和虚部，j是将实数转换成虚数操作。基-3FFT蝶形单元的第一步操作是输入数据OP_in(i)乘以相应的旋转因子，得A、B、C；然后做3点DFT(离散傅里叶)矩阵，该3点DFT实现的具体步骤为：(1)B、C做2点DFT运算，得到B+C与B-C；(2)A与B+C运算得到A+(B+C)，A与(B+C)/2运算得A-(B+C)/2，B-C连续乘以两个因子1/2，得到其中A+(B+C)即为一输出信号OP_out(O)；(3)A-(B+C)/2与分别取实虚部进行运算，最后得另外两个输出信号OPout(1)=A-12(B+C)-j32(B-C),]]>OPout(2)=A-12(B+C)+j32(B-C).]]>