基于FPGA的移位寄存器流水線(xiàn)結構FFT處理器

　　0 引言

　　快速傅里葉變換(FFT)在雷達、通信和電子對抗等領(lǐng)域有廣泛應用。近年來(lái)現場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)的飛速發(fā)展，與DSP技術(shù)相比，由于其并行信號處理結構，使得FPGA能夠很好地適用于高速信號處理系統。由于A(yíng)ltera等公司研制的FFT IP核，價(jià)錢(qián)昂貴，不適合大規模應用，在特定領(lǐng)域中，設計適合于自己領(lǐng)域需要的FFT處理器是較為實(shí)際的選擇。

　　本文設計的FFT處理器，基于FPGA技術(shù)，由于采用移位寄存器流水線(xiàn)結構，實(shí)現了兩路數據的同時(shí)輸入，相比傳統的級聯(lián)結構，提高了蝶形運算單元的運算效率，減小了輸出延時(shí)，降低了芯片資源的使用。在OFDM系統的實(shí)際應用中，因它可以采用快速傅里葉變換，能方便快捷地實(shí)現調制和解調，故結合MIMO技術(shù)，設計的FFT處理器結構，可以很好地應用于2根天線(xiàn)的MIMO-OFDM系統中。

　　1 FFT處理的應用及DIF FFT算法原理

　　圖1給出一個(gè)2根天線(xiàn)MIMO-OFDM系統中FFT的使用?？焖俑道锶~變換算法基本上分為兩大類(lèi)：時(shí)域抽取(DIT)和頻域抽取(DIF)，這里設計的FFT處理器采用基-2 DIF算法。

　　對于N點(diǎn)序列x(N)，其傅里葉變換

　　將x(n)分成上、下兩部分，得：

　　這樣將兩個(gè)N點(diǎn)的DFT分成兩個(gè)N／2點(diǎn)的DFT，分的方法是將x(k)按序號k的奇、偶分開(kāi)。通過(guò)這種方式繼續分下去，直到得到兩點(diǎn)的DFT。采用DIF方法設計的FFT，其輸入是正序，輸出是按照奇偶分開(kāi)的倒序。