基于Altera MegaCore实现FFT的方法

基于Altera MegaCore实现FFT的方法

基于Altera MegaCore实现FFT的方法


0 引 言
FFT（快速傅里叶变换）是计算离散傅里叶变换（DFT）的高效算法，它把计算N 点DFT
的乘法运算量从N2 次下降到N/2log2N 次。FFT
的出现对数字信号处理的发展起着至关重要的作用，它可应用于傅里叶变换所能涉及的
任何领域，为广泛应用数学方法处理数字信号开辟了新局面[ 1 ] 。
传统的FFT
实现方法是通过软件（软件编程）和硬件（专用芯片ASIC）这两种方法来实现，而近年
来，FPGA 发展十分迅速，这给FFT
设计提供了一个新思路[2]。为了更好地满足设计人员的需要，各大公司相继推出了I
P 模块，本文提出了一种采用Altera 公司的IP Core FFT MegaCore来实现FFT
的简单方法。
1 FFT MegaCore核的性能
Altera 公司的FFT MegaCore
是一个高性能、高参数化的快速傅里叶变换处理器，可以高效的完成FFT 和IFFT
运算，支持的器件系列包括Stratix
Ⅱ、StratixGX、StratixⅡGX、Stratix、Cyclone、CycloneⅡ以及CycloneⅢ等，采用基2/
4频域抽取（DIF）FFT算法，运算长度从64
到16384，使用嵌入式内存，系统最大时钟频率大于300MHz。FFT
处理器可以设置两种不同的引擎结构：四输出和单输出，结构图如图1 和图2
所示[3]。

为了增加F F T 兆核函数的总吞吐量，也可以在一个FFT
兆核函数变量中使用多个并行引擎。复取样数据X[k，m]从内部存储器并行读出并由变换
开关(SW)重新排序，排序后的取样数据由基4 处理器处理并得到复数输出G [ k
，m]，由于基4 按频率抽选(DIF)分解方法固有的数字特点，在蝶形处理器[ 4
]输出上仅需