快速傅立叶变换_FFT_在数字信号处理器_DSP_上的实现

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1、舰船防化2007年第1期，34~37CHEMICALDEFENCEONSHIPSNo.1,34~37快速傅立叶变换（FFT）在数字信号处理器（DSP）上的实现李猛，李红（中国船舶重工集团公司第七一八研究所，河北邯郸056027）摘要：本文介绍了FFT的快速高效的原理及实现方法，对于快速傅立叶变换(FFT)在数字信号处理器(DSP)TMS320C5402上实现中出现的计算溢出等问题进行了分析并提出了解决方法，同时对快速傅立叶变换(FFT)的特点进行了研究和总结,据此在DSPC5402上实现了快速傅立叶

2、变换（FFT）。关键词：数字信号处理；快速傅立叶变换；反序中图分类号：TN911.72文献标识码：ATheImplementationofFastFourierTransform(FFT)inDSPLiMeng,LiHong(The718thResearchInstituteofCSIC,Handan056027,China)Abstract:ThispaperintroducestheprincipleandimplementationofFFTwithrapidnessandhigheffici

3、encyandputsforwardtheproblemsthatappearintheaccomplishmentofFFTinDSPsuchasoverflowing.ThecharacteristicsofFFTareresearchedandsummarized,onwhichitshowsthataresultcanbeacquiredoftheaccomplishmentofFFTinDSPC5402.Keywords:DSP,FFT,Bitreverse芯片中的TMS320C5402实

4、现了快速傅立叶变换，该芯0引言片是基于CMOS制造工艺第七代产品，它集程度高，作为数字信号处理的一种算法，快速傅立叶变换结构简单，处理功能强，而且属于低功耗产品，因此日益广泛的应用于实时控制和信号处理等各个领域。在许多领域得到了广泛的应用。快速傅里叶变换(FastFourierTransform)是实现离散1数字信号处理和DSP的特点傅里叶变换(DFT)的一种快速高效的运算方法，是数字信号处理中最为重要的工具之一。它使DFT的运算数字信号处理是指将模拟信号通过采样进行数效率提高1～2个数量级，为数字

5、信号处理技术应用于字化后的信号进行分析、处理，它侧重于理论、算法[1]各种高速信号的实时处理创造了良好的条件，从而大及软件实现。数字信号处理算法具有如下主要的特大推动了数字信号处理技术的发展。点：作者用TI公司C54x系列数字信号处理器（DSP）（1）信号处理算法运算量大，要求速度快。不2007年第1期快速傅立叶变换（FFT）在TMS320C5402上的实现·35·论是一维的语言信号，还是二维的图像信号，一般算采用DSP，采用多高性能的DSP了。法的运算量都很大，且算法的实现都必须实时。2算法的原理

6、（2）信号处理算法通常需要执行大量的乘累加快速傅立叶变换（FFT）算法基本上分为两大类：运算。比如FIR滤波算法主要执行的是一个点积运算，时域抽取法FFT(Decimation-In-TimeFFT)和频域抽也就是以乘、加为主的运算。取法FFT(Decimation-In-FrequencyFFT)。在算法的时（3）信号处理算法常具有某些特定模式，比较间和空间复杂度上两者是一致的，只是序列在计算前典型的是数字滤波器中的连续推移位。后的排列有所不同。在本文里，采用的是时域抽取法（4）信号处理算法大部分

7、处理时间花在执行相(DIT-FFT)。对小循环的操作上。M如果序列x(n)的长度为N，且N=2，M为（5）信号处理算法要求专门的接口。一个非常自然数，则序列x(n)的DFT为：重要的接口是把模拟信号与数字信号相互转换的N/2−1N/2−1krkkrkADC和DAC，另外大量的数据交换需要有高速的数据X(k)=∑x1(r)WN/2+WN∑x2(r)WN/2=X1(k)+WNX2(k)r=0r=0吞吐能力。k=0，1，2，…，N−1（1）从一开始，DSP的结构就是针对数字信号处理算式中：X(k)和X(k

8、)分别为x(r)和x(r)的1212法模型进行构造的，几乎所有的DSP都包含有数字信N/2点DFT，即：号处理算法的特征。因此，数字信号处理的上述特点X(k)=DFT[x(r)]（2）11要求DSP必须是专门设计的，典型DSP的设计满足数字信号处理的这样一些要求：X(k)=DFT[x(r)]（3）22（1）单周期快速运算，允许任意计算次序。（2）单周期内能取两个以上操作数，保证快速因此对于一个N点的DIT-FFT运算来说，可以表的乘累加运算(MAC)。示成如下的流程图