基于sep3203微处理器fft系统设计和实现的论文

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1、摘要FI叮作为时域和频域转换的基本运算，是数字信号处理中的核心算法，理论研究已经相当成熟。随着科学技术特别是微电子的飞速发展，人们使用高密度、高速度的FPGA来实现FFT算法，大大缩短了它的运算时间，使之可以更好地应用于语音图像处理、通信、多媒体、雷达系统等众多领域。本文选择了SEP3203微处理器，以及Altgta公司的Cyglonell系列FPGA，设计了一个多接n、多用途的FFF处理应用系统，在此平台上实现了多种不同结构的高精度FFr算法。首先根据系统的功能要求，选择合适的器件，完成系统的硬件电路设计，包括

2、SEP3203微处理器、FPGA、存储模块，输入输出模块、数据传输接口模块以及FPGA外围电路。接着在FPGA内完成控制单元的设计，包括接口处理和数据输入部分．然后根据凡吓算法的原理和结构特点．实现了基2-DIF的FFT．为了提高运算速度，采取了两种方案对设计进行了优化：RAM分块和提高基数(基4)．经Quartusll综合后，三种实现方式占用的逻辑资源都为lO％左右。占用的Memory资源和底层乘法器资源有所不同：RAM分块的基2结构占用了80％左右的Memory资源、RAM不分块的基2和基4结构占用了50％左

3、右的Memory资源：基2结构占用了3I％的乘法器资源，基4结构占用了93％。最后对FFT模块进行了板级测试，通过逻辑分析仪测出基2-DIF的FFT运算时间约为100vs，而优化后的两种结构运算时间都约为6帅8，整个设计的截断信噪比高于60dB。该系统包含性能优异的嵌入式处理器SEP3203和快速的FFT处理模块，以及丰富的接口功能，特别是扩展了以太网、CAN总线和USB接口，在数据处理、传输方面具有极大优势，可以应用于谱分析等众多场合。关键词lSEP3203微处理器FPGA基2-FFT算法基4--FFT算法Ab

4、stractAsabasicoperationbetweentimedomainandfrequencydomain,FFTalgorithmplaysallimportantroleinmodendigitalsignalprocessing，andthetheoryofFFTisqu妇maturenow．Alonewiththedevelopmentofscienceandtechnology,especiallyinthemicroclectronicsfield．FPGAwithlargecapacity

5、andhighspeed,hasbeenappliedinimplementingFFTalgorithm．Itgreatlyshortensthecalculationtime,andinakcsFFrwellaplliedinvariousfields．suchasvoiceandimageprocessing．communicationsystem,mulfimedia,Radrasystemandso011．TbemaincontentofthisthesisistodesignaFFTprocessin

6、gapplicationsystem,whichisversatile埘thmanyinterfaces．ThesystemmainlybasedonmicroprocessorSEP3203andFPGACyelonellfromARera．FFTalgnrithemareimplementedindifferentstnietureswithhighprecisiononthisplatform．First,suitabledevicesareselectedtocompletethehardwaredesi

7、gnaccordingtothefuncti011requirementsofthesystem,includingmicroprocessor,FPGA,memory,interfacemodalcandFPGAperiphcrycircuits．Then．thecontrolmodulewhichincludesinterfaceprocessingmoduleanddatapathinFPGAisgivenout．Andradix-2FFrs缸1l咖聘isdesignedhasedontheprmciple

8、sandstnlctmalfeaturesofFFTalgorithm．hordertoinlprovetheoperatingspeed,thedesignisoptimizedintwowaysOneisseperateingtheRAM，theotherisincreasingtheradixfromradix-2toradix-4．Allofthethreeapp