[发明专利]一种可重构定浮点通用FFT处理器

说明书

技术领域

本发明公开了一种定浮点通用FFT处理器，属于数字信号处理领域。

背景技术

快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform, FFT）算法在雷达微波探测、通信及图像等领域处于核心位置，也是相关处理算法中运算量较大的部分。应用系统需求的不断提高和集成电路技术的发展对 FFT处理器提出了越来越高的要求。

以运算所用的数据类型分类，FFT运算可分为定点FFT运算和浮点FFT运算。定点FFT运算所需的运算资源较少，但精度相对较低；浮点FFT运算所需的运算资源多，但精度高。它们各自有其应用的优势和劣势。但现有的FFT处理器一般只支持单一的定点运算或浮点运算。

此外，由于专用集成电路的成本随着工艺尺寸的缩小越来越高，追求快速处理速度和高性能的同时，成本因素也被考虑的越来越多。所以，可重构架构的研究逐渐热门，该方法试图在高性能和通用性之间寻找一个平衡点，来满足均衡的需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明基于可重构的思想，提供了一种可重构定浮点通用FFT处理器，具体由以下技术方案实现：

所述可重构定浮点通用FFT处理器，包括：

顶层控制模块，接受配置信息，并根据配置信息，选择数据通路，配置可重构运算电路模块的工作模式；

可重构运算电路模块，根据顶层控制模块的控制信息重构电路，利用定点乘法、加法器，实现定点或单精度浮点FFT运算；

整序模块，将可重构运算电路模块的倒位序输出恢复为顺序输出。

所述可重构定浮点通用FFT处理器的进一步设计在于，所述可重构运算电路模块由多级运算功能模块组成，所述多级运算功能模块依次相连，每级功能模块包括：

运算资源重构控制器，根据控制信息，将定点运算器重构为单精度浮点运算器；

定点运算器，由多个定点加法器和定点乘法器组成；FIFO寄存器，用于对齐运算数据和运算结果形成反馈路径；

基2²蝶形运算单元，用于完成基4蝶形运算；

基2蝶形运算单元，用于完成基2蝶形运算；

旋转因子单元，存储和读取相应格式的旋转因子。

所述可重构定浮点通用FFT处理器的进一步设计在于，所述旋转因子为定点或浮点或FFT运算的点数。

所述可重构定浮点通用FFT处理器的进一步设计在于，所述运算资源重构控制器包括：

多个选择器，用于选择定点或浮点运算器；

浮点运算转换器，用于将定点运算器转换为浮点运算器。

所述可重构定浮点通用FFT处理器的进一步设计在于，可重构运算电路模块由8级运算功能模块组成，第8至2级为基2²蝶形运算单元，第1级为基2蝶形运算单元。

本发明的优点

1.本发明基于可重构的思想实现的FFT处理器既可进行定点FFT运算，也可以进行浮点FFT运算。在对运算资源和运算精度有不同需求的应用场景下可采用不同的运算模式，相比于现有的FFT处理器，本处理器具有更好的通用性，同时运算部件均为定点运算器，有利于节约资源。

2.本发明采用基2²和基2混合基SDF结构，具有高吞吐率。

3.本发明可实现64点到64K点间任意2ⁿ点的FFT运算。

4.本发明可容易的移植到一个可重构算法链（例如BP算法）中，实现更大规模的资源复用。

附图说明

图1是可重构定浮点通用FFT处理器整体架构图。

图2是可重构运算电路模块内部结构示意图。

图3是运算功能模块内部结构示意图。

图4是运算资源重构控制器内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明方案进行详细说明。

如图1所示，本实施例的定浮点通用FFT处理器由顶层控制模块、可重构运算电路模块、整序模块组成。配置信息和数据自顶层控制模块输入，顶层控制模块根据配置信息对其他两个模块进行设置，并确定数据通路，配置可重构运算电路模块的工作模式。最后，输入数据经由可重构运算电路模块运算完成后，送入整序模块，将倒位序的结果重新调整为顺序并输出。整个过程为全流水的。