專利名稱：快速傅立葉變換蝶型運(yùn)算處理裝置及數(shù)據(jù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及快速傅里葉變換蝶形運(yùn)算處理裝置及應(yīng)用于該裝置的數(shù)據(jù)處理方法。
背景技術(shù)：
快速傅立葉變換是離散傅立葉變換的一種快速高效的實(shí)現(xiàn)形式，并廣泛的應(yīng)用于各種系統(tǒng)中，如寬帶多載波通信系統(tǒng)，雷達(dá)信號(hào)處理系統(tǒng)，信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)系統(tǒng)等。該技術(shù)充分利用了傅立葉變換旋轉(zhuǎn)因子的周期性和對(duì)稱性，從而大幅度的降低了離散傅立葉變換的計(jì)算復(fù)雜度和實(shí)現(xiàn)成本，因此受到人們的廣泛關(guān)注。長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)快速傅立葉變換進(jìn)行了廣泛而深入的研究，主要集中在算法和架構(gòu)設(shè)計(jì)上。蝶型單元，作為快速傅立葉變換的引擎，其運(yùn)算速度直接決定快速傅里葉變換的速度，因此，人們對(duì)于高效的蝶形單元的需求越來(lái)越迫切。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種快速傅里葉變換蝶形運(yùn)算處理裝置及應(yīng)用于該裝置的數(shù)據(jù)處理方法，其具體方案如下所示一種快速傅里葉變換蝶形運(yùn)算處理裝置，包括實(shí)數(shù)加法器模塊，用于依據(jù)預(yù)先設(shè)定的處理原則，將待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部相加；延遲及常數(shù)乘法器模塊，用于當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為8時(shí)，對(duì)所述相加的結(jié)果進(jìn)行延遲或加乘處理，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為2或4時(shí)，對(duì)所述相加得到的結(jié)果不做處理；實(shí)數(shù)乘法器模塊，用于將所述延遲及常數(shù)乘法器模塊中得到的結(jié)果的實(shí)部和虛部分別與旋轉(zhuǎn)因子的實(shí)部和虛部相乘；實(shí)數(shù)加法器及延遲控制模塊，用于根據(jù)所述預(yù)先設(shè)定的處理原則，將與所述旋轉(zhuǎn)因子相乘后得到的乘積進(jìn)行相加，得到處理結(jié)果。優(yōu)選的，當(dāng)所述預(yù)先設(shè)定的處理原則為在兩個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為2時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器模塊包括至少I個(gè)加法器，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為4時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器模塊包括至少3個(gè)加法器，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為8時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器模塊包括至少6個(gè)加法器；當(dāng)所述預(yù)先設(shè)定的處理原則為在一個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為2時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器模塊包括至少2個(gè)加法器，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為4時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器模塊包括至少6個(gè)加法器，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為8時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器模塊包括至少12個(gè)加法器。優(yōu)選的，當(dāng)所述預(yù)先設(shè)定的處理原則為在兩個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器及延遲控制模塊包括相加單元和延遲控制單元；當(dāng)所述預(yù)先設(shè)定的處理原則為在一個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器及延遲控制模塊包括相加單元。一種數(shù)據(jù)處理方法，包括步驟a、依據(jù)預(yù)先設(shè)定的處理原則，將待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部相加；步驟b、當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為8時(shí)，對(duì)所述相加的結(jié)果進(jìn)行延遲或加乘處理，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為2或4時(shí)，對(duì)所述相加得到的結(jié)果不做處理；步驟C、將步驟b中得到的結(jié)果的實(shí)部和虛部分別與旋轉(zhuǎn)因子的實(shí)部和虛部相乘；步驟d、根據(jù)預(yù)先設(shè)定的處理原則，將與所述旋轉(zhuǎn)因子相乘后得到的乘積進(jìn)行相力口，得到處理結(jié)果。優(yōu)選的，所述依據(jù)預(yù)先設(shè)定的處理原則，將待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部相加的過(guò)程包括 當(dāng)預(yù)先設(shè)定的處理原則為在兩個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為2時(shí)，利用I個(gè)加法器將所述待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部分別進(jìn)行順序相加，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為4時(shí)，利用3個(gè)加法器將所述待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部分別進(jìn)行順序相加，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為8時(shí)，利用6個(gè)加法器將所述待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部分別進(jìn)行順序相加；當(dāng)預(yù)先設(shè)定的處理原則為在一個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為2時(shí)，利用2個(gè)加法器，分別將所述待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部進(jìn)行并行相加，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為4時(shí)，利用6個(gè)加法器，分別將所述待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部進(jìn)行并行相加，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為8時(shí)，利用12個(gè)加法器，分別將所述待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部進(jìn)行并行相加。優(yōu)選的，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為8時(shí)，對(duì)所述相加的結(jié)果進(jìn)行延遲或加乘處理的過(guò)程包括將所述相加的結(jié)果與常數(shù)乘法項(xiàng)士/2相乘，獲得其相乘的結(jié)果。優(yōu)選的，當(dāng)所述預(yù)先設(shè)定的處理原則為在兩個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，將與所述旋轉(zhuǎn)因子相乘后得到的乘積進(jìn)行相加的過(guò)程包括將與所述旋轉(zhuǎn)因子相乘后得到的乘積進(jìn)行延遲控制后，再相加；當(dāng)所述預(yù)先設(shè)定的處理原則為在一個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，將與所述旋轉(zhuǎn)因子相乘后得到的乘積進(jìn)行相加的過(guò)程包括將與所述旋轉(zhuǎn)因子相乘后得到的乘積進(jìn)行直接相加。從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的快速傅里葉變換蝶形運(yùn)算處理裝置，采用實(shí)數(shù)乘法器、實(shí)數(shù)加法器和延遲及常數(shù)乘法器的組合，完成快速傅立葉變換蝶型單元的一條分支運(yùn)算，由于采用了流水線設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)思想，因此設(shè)計(jì)出的硬件具有時(shí)序緊湊，資源利用率高，速度快、擴(kuò)展靈活等優(yōu)點(diǎn)，并且可以應(yīng)用在基2、基4或基8的運(yùn)算場(chǎng)合。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的快速傅里葉變換蝶形運(yùn)算處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的快速傅里葉變換蝶形單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的又一快速傅里葉變換蝶形運(yùn)算處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的變長(zhǎng)快速傅立葉變換單元的框架結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的數(shù)據(jù)處理方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種快速傅里葉變換蝶形運(yùn)算處理裝置，其結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括實(shí)數(shù)加法器模塊11、延遲及常數(shù)乘法器模塊12、實(shí)數(shù)乘法器模塊13和實(shí)數(shù)加法器及延遲控制模塊14，其中實(shí)數(shù)加法器模塊11用于依據(jù)預(yù)先設(shè)定的處理原則，將待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部相加。假設(shè)GpGi為輸入數(shù)據(jù)實(shí)、虛部相加的結(jié)果，N為輸入數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，Im、Ini為輸入數(shù)據(jù)的實(shí)、虛部，則按照下述公式進(jìn)行相加
權(quán)利要求
1.一種快速傅里葉變換蝶形運(yùn)算處理裝置，其特征在于，包括 實(shí)數(shù)加法器模塊，用于依據(jù)預(yù)先設(shè)定的處理原則，將待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部相加； 延遲及常數(shù)乘法器模塊，用于當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為8時(shí)，對(duì)所述相加的結(jié)果進(jìn)行延遲或加乘處理，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為2或4時(shí)，對(duì)所述相加得到的結(jié)果不做處理； 實(shí)數(shù)乘法器模塊，用于將所述延遲及常數(shù)乘法器模塊中得到的結(jié)果的實(shí)部和虛部分別與旋轉(zhuǎn)因子的實(shí)部和虛部相乘； 實(shí)數(shù)加法器及延遲控制模塊，用于根據(jù)所述預(yù)先設(shè)定的處理原則，將與所述旋轉(zhuǎn)因子相乘后得到的乘積進(jìn)行相加，得到處理結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述預(yù)先設(shè)定的處理原則為在兩個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為2時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器模塊包括至少I個(gè)加法器，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為4時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器模塊包括至少3個(gè)加法器，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為8時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器模塊包括至少6個(gè)加法器； 當(dāng)所述預(yù)先設(shè)定的處理原則為在一個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為2時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器模塊包括至少2個(gè)加法器，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為4時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器模塊包括至少6個(gè)加法器，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為8時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器模塊包括至少12個(gè)加法器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述預(yù)先設(shè)定的處理原則為在兩個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器及延遲控制模塊包括相加單元和延遲控制單元; 當(dāng)所述預(yù)先設(shè)定的處理原則為在一個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，所述實(shí)數(shù)加法器及延遲控制模塊包括相加單元。
4.一種數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括 步驟a、依據(jù)預(yù)先設(shè)定的處理原則，將待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部相加； 步驟b、當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為8時(shí)，對(duì)所述相加的結(jié)果進(jìn)行延遲或加乘處理，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為2或4時(shí)，對(duì)所述相加得到的結(jié)果不做處理； 步驟C、將步驟b中得到的結(jié)果的實(shí)部和虛部分別與旋轉(zhuǎn)因子的實(shí)部和虛部相乘；步驟d、根據(jù)預(yù)先設(shè)定的處理原則，將與所述旋轉(zhuǎn)因子相乘后得到的乘積進(jìn)行相加，得到處理結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述依據(jù)預(yù)先設(shè)定的處理原則，將待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部相加的過(guò)程包括 當(dāng)預(yù)先設(shè)定的處理原則為在兩個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為2時(shí)，利用I個(gè)加法器將所述待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部分別進(jìn)行順序相加，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為4時(shí)，利用3個(gè)加法器將所述待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部分別進(jìn)行順序相加，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為8時(shí)，利用6個(gè)加法器將所述待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部分別進(jìn)行順序相加； 當(dāng)預(yù)先設(shè)定的處理原則為在一個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為2時(shí)，利用2個(gè)加法器，分別將所述待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部進(jìn)行并行相加，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為4時(shí)，利用6個(gè)加法器，分別將所述待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部進(jìn)行并行相加，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為8時(shí)，利用12個(gè)加法器，分別將所述待處理數(shù)據(jù)的實(shí)部和虛部進(jìn)行并行相加。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，當(dāng)預(yù)先設(shè)定的基數(shù)為8時(shí)，對(duì)所述相加的結(jié)果進(jìn)行延遲或加乘處理的過(guò)程包括 將所述相加的結(jié)果與常數(shù)乘法項(xiàng)Vi/2相乘，獲得其相乘的結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述預(yù)先設(shè)定的處理原則為在兩個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，將與所述旋轉(zhuǎn)因子相乘后得到的乘積進(jìn)行相加的過(guò)程包括將與所述旋轉(zhuǎn)因子相乘后得到的乘積進(jìn)行延遲控制后，再相加； 當(dāng)所述預(yù)先設(shè)定的處理原則為在一個(gè)周期內(nèi)完成所述處理過(guò)程時(shí)，將與所述旋轉(zhuǎn)因子相乘后得到的乘積進(jìn)行相加的過(guò)程包括 將與所述旋轉(zhuǎn)因子相乘后得到的乘積進(jìn)行直接相加。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了快速傅里葉變換蝶形運(yùn)算處理裝置及方法，包括實(shí)數(shù)加法器模塊、延遲及常數(shù)乘法器模塊、實(shí)數(shù)乘法器模塊、實(shí)數(shù)加法器及延遲控制模塊。本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)的快速傅里葉變換蝶形運(yùn)算處理裝置，采用實(shí)數(shù)乘法器、實(shí)數(shù)加法器和延遲及常數(shù)乘法器的組合，完成快速傅立葉變換蝶型單元的一條分支運(yùn)算，由于采用了流水線設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)思想，因此設(shè)計(jì)出的硬件具有時(shí)序緊湊，資源利用率高，速度快、擴(kuò)展靈活等優(yōu)點(diǎn)，并且可以應(yīng)用在基2、基4或基8的運(yùn)算場(chǎng)合。
文檔編號(hào)G06F17/14GK102810086SQ20111014227
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者亓中瑞, 陳杰, 張 浩 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所