[发明专利]非顺序访问的可配置快速傅里叶运算装置及方法

说明书

本申请涉及非顺序访问的可配置快速傅里叶运算装置及方法，装置包括数据频率抽取器，用于采用基于二分法的频率抽取方式对存储在ROM中的待处理数据进行抽取；抽取中单次抽取4个离散点为一组数据。快速傅里叶运算模块，用于根据旋转因子索引获取旋转因子并对数据频率抽取器抽取的待处理数据进行蝶形运算处理；蝶形运算中对一组数据选用2个相邻的基2蝶形单元进行运算且单次进行一级快速傅里叶运算处理。选通控制模块，用于根据数据频率抽取器使用的输入点数模式选择快速傅里叶运算模块末级运算的数据的输入路径。达到了有效兼顾灵活性与吞吐量的目的。

技术领域

本发明属于数据处理电子电路技术领域，涉及一种非顺序访问的可配置快速傅里叶运算装置及方法。

背景技术

快速傅里叶变换（FFT）在数字信号处理中占据核心地位。随着高性能FFT需求的增长，数字信号处理器DSP的计算能力需求越来越高。因此，高精度、低延时和可配置的FFT运算装置是高性能加速器领域的研究热点。FFT运算装置中的FFT算法一般采用基-2FFT算法或基-4FFT算法，其中，基-2碟形运算将离散采样信号分解为若干个2点蝶形单元，单次进行1级FFT运算，由1个复数乘法和2个复数加法组成；而基-4碟形运算则是将离散采样信号分解为若干个4点蝶形单元，单次进行连续2级FFT运算，由3个复数乘法和8个复数加法组成。

基-2FFT算法的电路实现结构简单，实现难度相对较低，但运算时间长，硬件消耗较大。基-4FFT算法相对处理速度更快，可以更好的满足实时性的要求，但算法的电路实现结构相对复杂，灵活性更差，不能完成2的奇数次幂的运算。然而，在实现本发明的过程中，发明人发现一些研究者后来还提出了混合基算法，可以达到更高的运算速度，但是对于FFT运算点数是不固定的情况，无法同时适用不同点数的FFT变换要求且混合基算法会加大控制模块的处理难度，存在着无法兼顾灵活性与吞吐量的技术问题。

发明内容

针对上述传统方法中存在的问题，本发明提出了一种非顺序访问的可配置快速傅里叶运算装置以及一种非顺序访问的可配置快速傅里叶运算方法。

为了实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一方面，提供一种非顺序访问的可配置快速傅里叶运算装置，包括：

数据频率抽取器，用于采用基于二分法的频率抽取方式对存储在ROM中的待处理数据进行抽取；抽取中单次抽取4个离散点为一组数据；

快速傅里叶运算模块，用于根据旋转因子索引获取旋转因子并对数据频率抽取器抽取的待处理数据进行蝶形运算处理；蝶形运算中对一组数据选用2个相邻的基2蝶形单元进行运算且单次进行一级快速傅里叶运算处理；

选通控制模块，用于根据数据频率抽取器使用的输入点数模式选择快速傅里叶运算模块末级运算的数据的输入路径。

在其中一个实施例中，快速傅里叶运算模块的首级单元包括初始化模块、旋转因子存储模块、旋转因子索引模块和蝶形运算单元；蝶形运算单元采用基2蝶形单元构成；

初始化模块用于对首级单元进行初始化，生成首级单元执行运算时所需的全部旋转因子的实部数据与虚部数据，旋转因子存储模块用于存储旋转因子的实部数据与虚部数据，旋转因子索引模块用于根据快速傅里叶运算级数将首级单元执行运算时所需的全部旋转因子索引传输至蝶形运算单元，蝶形运算单元用于根据旋转因子索引从旋转因子存储模块中获取旋转因子后，对输入的待处理数据进行蝶形运算与截位后输出。

在其中一个实施例中，快速傅里叶运算模块的中间级单元包括初始化模块、旋转因子存储模块、延迟计数器、旋转因子索引模块、运算寄存器、临时寄存器和蝶形运算单元；蝶形运算单元采用基2蝶形单元构成，中间级单元包括2至9级；