【技术实现步骤摘要】
可编程的傅里叶变换存内计算电路
[0001]本专利技术涉及可编程的傅里叶变换存内计算电路，属于信号分析与信号处理领域。
技术介绍
[0002]近年来，傅里叶变换的实现方式已成为国内外研究的热点。但基于软件的实现方案，依托于计算机的软件编程实现，难以部署在实际应用中；现存的硬件实现方式在一定程度上提升了傅里叶变换的计算性能，但仍有在计算大点数傅里叶变换时内存受限、实时性低以及硬件功耗大等问题：(1)基于软件算法的实现方法：1968年，技术人员提出了一种被称为“分裂基”的DFT(快速傅里叶变换)算法，比之前提出的经典“基
‑
2”算法运算速度提高了20％。此后，与“分裂基”相关的一系列算法陆续被提出，包括一种分而治之技术的DFT算法，该算法是通过减少加法数量来提升运算速度。又提出了一种递归循环组分解算法(RCFA)，该算法可以通过使用有限数量的不同计算单元来实现。一种名为“共轭对DFT”的变体可以减少操作数量，不过后来文献证实了该方法的操作数与正常的“分裂基”相同。美国的技术人员对“分裂基”进行了递归修改，该算法...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.可编程的傅里叶变换存内计算电路，其特征在于：基于存算一体技术的傅里叶变换，从模拟电路角度提出高能效的傅里叶变换计算电路，分析复数矩阵乘法的计算规则，建立对应的电路模型；根据电路模型，设计和搭建复数矩阵乘法的忆阻阵列电路；包括利用忆阻阵列设计复数矩阵乘法运算电路，展开一维傅里叶变换及其逆变换的可编程存内计算电路，在复数矩阵乘法电路的基础上，研究傅里叶变换计算的具体流程，根据其计算规则，设计相应的计算模块，并将各个模块建立电路模型；根据所建立的电路模型，研究傅里叶变换的可编程存内计算电路设计，研究傅里叶变换及其逆变换的关系，进而设计实现逆傅里叶变换的可编程存内计算电路；在一维傅里叶变换计算电路基础上，研究二维傅里叶变换的可分离性，并构建电路模型；根据电路模型，研究二维傅里叶变换的可编程存内计算电路设计；接着研究二维傅里叶逆变换的可分离性，进而设计可以实现二维傅里叶逆变换的计算电路，并用来处理图像信号、视频信号等二维信号。2.根据权利要求1所述的可编程的傅里叶变换存内计算电路，其特征在于包括以下步骤：步骤1、复数矩阵乘法的存内计算电路设计：S1.1，基于忆阻阵列的复数乘法电路设计：假设E，v和w代表了三个不同的复数，其中E代表v和w相乘的结果，它们的关系如式(1)和式(2)所示，E＝v
·
w＝(v
Re
+w
Im
·
j)
·
(w
Re
+w
Im
·
j)＝(v
Re
·
w
Re
‑
v
Im
·
w
Im
)+(v
Re
·
w
Im
+v
Im
·
w
Re
)
·
j
ꢀꢀꢀ
(1)其中v＝v
Re
+v
Im
·
j,w＝w
Re
+w
Im
·
j(2)其中复数E的实部为：v
Re
·
w
Re
‑
v
Im
·
w
Im
，虚部为：v
Re
·
w
Im
+v
Im
·
w
Re
，j为虚数单位，v
Re
为复数v的实部，v
Im
为复数v的虚部，w
Re
为复数w的实部，w
Im
为复数w的虚部；在式(2)中，将v
Re
与v
Im
的等量数值视为电路的输入电压v
Re
与v
Im
，w
Re
与w
Im
的等量数值分别视为第一行的电导w
Re
′‑
G
f
与
‑
(w
Im
′‑
G
f
)，或第二行的w
Re
′‑
G
f
与w Im
′‑
G
f
的值，其中w
Re
′
，w
Im
′
，G
f
均为电阻值；直观的表示为如式(3)所示：w
Re
＝w
Re
′‑
G
f
w
Im ＝
‑
(w
Im
ꢀ′‑
G
f ) 或＝ w
Im
ꢀ′‑
G
f
ꢀꢀꢀ
(3)根据运算放大器A1的虚短与虚断的性质，得出式(4)：其中v
f
为反馈电压的值；此时n＝1，则v
f
＝
‑
(v
Re
+v
Im
)，根据基尔霍夫定律，得到式(5)：i
Re
＝v
Re
·
w
Re
′
+v
Im
·
w Im
′‑
(v
Re
+v
Im
)
·
G
f
＝v
Re
·
(w
Re
′‑
G
f
)+v
Im
·
(w
Im
′‑
G
f
)i
Im
＝v
Re
·
w
Im
′
+v
Im
·
w
Re
′‑
(v
Re
+v
Im
...
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