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1、资料整理自互联网，版权归原作者！欢迎访问www.XinShiLi.net新势力单片机、嵌入式 第35卷第4期激光与红外Vol.35,No.42005年4月LASER&INFRAREDApril,2005文章编号:100125078(2005)0420290204基于FPGA的激光测距系统中基4算法的FFT研究1,2111周孟然,刘文清,刘建国,魏庆农(1.中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽合肥230031;2.安徽理工大学电气工程系,安徽淮南232001)摘要:文章提出了利用可编程逻辑器件FPGA通过硬件来实现快速傅立叶变换(FFT)的基4算法,提出了采用两个蝶形运算器同时并行计算,每次
2、蝶形运算按顺序进行的结构,将并行处理与顺序处理相结合,提高并行度和数据吞吐量,每次蝶形运算时间不超过1μs,完成整个256点复数FFT运算大约需要120μs左右,同时又节省资源。该方法在激光矿井提升机位置跟踪系统中应用取得了良好效果。关键词:激光测距;可编程逻辑器件;基4算法的FFT;蝶形运算中图分类号:TP274文献标识码:ATheResearchofRadix24AlgorithmFFTforLaserRangingSystemBasedonFPGA1,211ZHOUMeng2ran,LIUWen2qing,LIUJian2guo,WEIQing2nong(1.AnhuiInstitute
3、ofOpticandFineMechanics,ChineseAcademyofScience,Hefei230031,China;2.DepartmentofElectricEngineering,AnhuiUniversityofScienceandTechnology,huainan232001,China)Abstract:Inthispaper,Radix24algorithmofFFTisintroduced,whichisrealizedbyusinghardwareofFPGA(FieldProgrammableGateArray).Structurethattwobutter
4、flyarithmeticunitcomputeparallelandsimultaneityisgiven,andbutterflyarithmeticactssequentiallyeverytime.Inthisstructure,pairingprocessingandsequentialprocessingareas2sociated.Thisapproachcanimproveparallelismandthroughput.Eachbutterflyarithmetictimeisnotmorethan5μs,andthewhole256dotpluralFFTarithmeti
5、cneedabout120μs.Atthesametimesourceissaved.Whenitisappliedinpositionfollowingsystemofminehoist,nicereffectisobtained.Keywords:laserranging;FPGA;radix24algorithmofFFT;butterflyarithmetic1引言到所测信号的相位信息,从而测得信号的相位差。矿井提升机作为地面与井下物质及人员流通的因DFT所需运算量相当大,计算时间较长,所以必运输工具,对操作安全性和提升控制精确性等方面须借助于FFT算法。基于FPGA实现的数字鉴相[1
6、～3]器,是利用现场可编程门阵列(FPGA)实时高速的都有很高的要求。为了便于对提升机运行的准确操作,方便物质与人员上下、防止冲罐、坠罐等恶数据处理能力对采集信号进行快速傅里叶变换,计性事故的发生,精确测得提升机任一时刻在井中的算出采样信号的初始相位,从而得出进而相位差。在各种数字信号处理(DSP)应用场合,FPGA具有位置与运行速度具有十分重要的意义。矿井提升机位置跟踪系统是利用工作在红外波基金项目:安徽省教育厅自然科学基金资助项目(2002kj273)。段的激光,通过测量“调制光波”往返于被测距离上作者简介:周孟然(1965-),男,教授,硕士,现是中国科学院安相位差的方法来测定距离。应用
7、信号频谱分析的相徽光学精密机械研究所博士生,主要从事计算机控制及激光应用方面的研究。E2mail:mrzhou@aust.edu.cn位检测是利用离散傅里叶变换(DFT)的选频特性得收稿日期:2004208213;修订日期:2004211209资料整理自互联网，版权归原作者！欢迎访问www.XinShiLi.net新势力单片机、嵌入式 第4期激光与红外291全硬件的用户可定制性以及重配置性,可根
