浮点fft处理器ip设计

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1、西南交通大学硕士学位论文浮点FFT处理器IP设计姓名：陶而芳申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：白天蕊20080501西南交通大学硕士研究生学位论文摘要随着电子技术和集成电路技术的飞速发展，数字信号处理已广泛应用于语音、图像处理，通信和多媒体等领域。快速傅立叶变换(FFT)作为数字信号处理中的基本运算，发挥着重要的作用。然而，当N值很大时，使用基2算法的FFT的运算量及设计复杂度大大提高。针对N较大时，寻找一些既要降低运算量，又要降低设计复杂度的算法是非常必要的。因此对FFT算法及其实现方法的研究具有很强的理论和现实意义。随着FFT处理

2、器的应用越来越广泛，设计FFT处理器IP核，是非常有意义的。在设计FFTIP核上，FPGA芯片生产厂商处于领先地位，但是价格昂贵，很难在各个领域广泛应用。因此，自主开发FFTIP核，可有效降低其价格，以在各领域得到广泛应用。本文主要研究如何实现FFTIP，包括算法选取、算法验证、系统结构设计、各个模块设计、FPGA设计和仿真整个流程。设计采用分裂基与Cooley-Tukey算法，为提高FFT处理器运算精度，采用浮点数表示形式。为提高运行速度，在浮点数加法器与乘法器中引入流水线技术。本文以QuartusII6．0和Modelsim6．1为软件平台，用硬件描

3、述语言实现了256点浮点结构的FFT处理器IP核设计，并以FPGA芯片CycloneIIEP2C35F484C8为硬件平台，进行了仿真、综合等。仿真结果表明其计算结果达到了一定的精度，运算速度可以满足一般实时信号处理的要求。关键词：FF，I-；IP：分裂基：Cooley—Tukey西南交通大学硕士研究生学位论文第ll页AbstractWiththerapiddevelopmentofelectronicandintegratedcircuittechnology,digitalsignalprocessinghasbeenwidelyappliedinv

4、ariousdomains，likespeechingandgraphingprocessing，‘communication，multimedia．H可playsanimportantpartindigitalsignalprocessingasabasiccalculation．However,whenNisalittlegreat，thecalculationquantityofradix2H叮algorithmislarge．AsNisalittlegreat，itisverynecessaryofusinggreatalgorithmofred

5、ucingthecalculationquantityandreducingdifficultofdesign．ItisstronglytheoryandrealsignificationtoresearchontheFFTalgorithmanditsmethodfordesign．AlongwiththeapplicationofH可processormoreandmoreextensive，designsn呵processorIP,hasverymeaningful．DesigningH可ofIPcore，theFPGAchipproduction

6、manufacturerisintheleadingposition，butthepriceisexpensive，as，itisverydifficultlyofwidelyapplyineachdomain．Therefore，independentlydevelopsFFTtheIPcore，cutsitsprice，byobtainsthewidespreadappficationinvariousdomains．ThispaperstudiestheimplementationofFFTIPcore．Itincludesselectionand

7、validationofthearithmetic，designofwholearchitectureandmodules，implem—entationandsimulationofthesystem．ThisdesignadoptsthealgorithmofCooler-Tukey，anduseofthatformoffloattoimprovecomputingaccuracyofn叮processor．Inordertoimproveoperationalspeed，thepipelinetechnologyisintroducedinthef

8、loating-pointadderandmultiplier．Inthispa