一种轻量化的FFT运算方法及其实现装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种轻量化的FFT运算方法及其实现装置，进行流水型结构优化，采用分层级拆分完成FFT数字信号处理，利用分时复用电路完成运算过程中信号分量的级间处理，利用级间寄存器原位运算，针对数字信号处理过程中信号分量数量多、暂存信号分量时存储层次复杂的特点进行优化。本发明专利技术减少了FFT运算在信号处理过程中的所需的硬件资源使用量，进而减小其应用在DSP芯片中时的芯片面积，达到轻量化设计的效果，更符合现代DSP芯片设计的小型化特点，可以减小芯片面积，由芯片面积的减小而带来了运算静态功耗的下降，减少了FFT运算进行信号处理时的功耗，进而达到降低DSP芯片整体功耗的效果，达到轻量化设计的效果。达到轻量化设计的效果。达到轻量化设计的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种轻量化的FFT运算方法及其实现装置


[0001]本专利技术涉及数字信号处理类芯片设计
，具体为用于DSP芯片中完成FFT运算的信号处理方法及其电路实现装置。

技术介绍

[0002]数字信号处理是一种以数字运算方式实现信号变换、滤波、检测以及快速变换的一门学科，其在通信、图像处理、无线电雷达等领域有着广泛的使用，现代数字信号处理的过程中，其实时性与精确性都有着较高的要求，因此往往采用芯片作为载体完成数字信号处理所涉及的运算。
[0003]FFT运算属于数字信号处理的一种，能够实现快速的傅里叶变换，进而完成信号的调制、滤波等，本质上是一种利用计算机、芯片等电子载体进行信号处理的物理方法。
[0004]FFT运算作为一种信号处理的物理方法，其中包含了大量的运算，在使用芯片作为载体进行运算的过程中，其必然消耗大量的物理资源，在使用FFT运算进行信号处理的过程中，如果消耗的资源量过大，则会导致整个数字信号处理系统的性能衰退，并带来更高的功耗，尤其是在包含了DSP功能的芯片中，这将严重影响芯片的性能。因此对于完成FFT运算而言，一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻量化的FFT运算方法，其特征在于包括下述步骤：(1)进行流水型结构优化，采用分层级拆分完成FFT数字信号处理的过程，具体步骤为：对于2
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点FFT运算的流水结构优化为N级流水结构，流水型结构在第N级运算进行的同时，第N
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1级运算仍正常输出信号处理的运算结果，在进行蝶形运算的过程中，仅需要N个蝶形运算单元即可完成连续不断的信号的运算处理；所述N级流水结构中，第N级与第N
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1级采取串联的连接方式，第N
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1级运算的输出作为第N级运算的输入，在完成流水运算的启动后，N级流水结构能够同时完成第N
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1级和第N级的同时输出；(2)利用分时复用电路完成运算过程中信号分量的级间处理，具体为：蝶形运算单元为达到轻量化运算的目的，将通用蝶形运算电路替换为分时复用电路；所述分时复用电路包含2个16bit定点乘法运算器和1个16bit定点加法运算器，定点乘法运算器和定点加法运算器在时钟上升沿，对2个16bit定点乘法器输入的四个操作数a，b，c，d分别进行a乘b和c乘d，并在完成后使用16bit定点加法器对所得乘积结果进行相加，得到余弦分量，并在时钟下降沿按照同样方法进行信号处理，得到正弦分量；完成FFT运算数字信号处理过程中，各级蝶形运算的信号分量生成时，所生成的信号分量分为余弦分量与正弦分量，余弦分量与正弦分量均由同一分时复用电路利用2个16bit定点乘法运算器和1个16bit定点加法运算器生成，在生成的过程中，两者时序不同，具体为余弦分量在时钟上升沿运算完成，正弦分量在时钟下降沿运算完成，在一个时钟周期内完成两次信号分量的运算，所述分时复用电路用于完成蝶形运算单元的蝶形运算，运算的输出结果存于级间寄存器中；(3)利用级间寄存器原位运算，针对数字信号处理过程中信号分量数量多、暂存信号分量时存储层次复杂的特点进行优化，具体为：当步骤(2)中的FFT运算的信号分量运算结果作为输入的数据存储到存储单元后，在其后续信号处理运算无需使用时，对级间寄存器进行覆盖操作，运算时无需使用是指步骤(2)中分时复用电路在蝶形运算过程中已经完成了对其数值的调用；所述原位运算是根据步骤(1)中流水级中的信号分量寄存关系，利用其分量的实时性特点，将运算过的分量标记为冗余信号，将标记的冗余信号覆盖，节省每一级运算后2
N
‑1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凌飞，张帆，丁华钰，李帅，舒钰，张文华，张骅，张琦，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十研究所，
类型：发明
国别省市：