專利名稱：基2×k并行fft架構(gòu)的地址映射方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及FFT處理器，更具體地說是涉及一種并行FFT處理器的地址映射方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
離散傅里葉變換DFT是描述離散信號(hào)時(shí)域和頻域關(guān)系的重要數(shù)學(xué)工具，隨著快速計(jì)算技術(shù)FFT的出現(xiàn)，它在數(shù)字信號(hào)處理和圖像信號(hào)處理等方面得到了廣泛的應(yīng)用，是許多系統(tǒng)的核心運(yùn)算。FFT運(yùn)算結(jié)構(gòu)特殊，在一些對(duì)FFT運(yùn)算速度有較高要求的應(yīng)用場(chǎng)合，需要采用FFT處理器。FFT處理器的目標(biāo)是蝶形運(yùn)算單元的流水執(zhí)行，這就要求蝶形運(yùn)算單元的多個(gè)操作數(shù)能夠并行讀入或?qū)懗?。并行FFT處理器使多個(gè)蝶形運(yùn)算單元并行流水執(zhí)行，運(yùn)算速度更快，同時(shí)要求多個(gè)蝶算單元的眾多操作數(shù)并行讀入或?qū)懗?，因此存在FFT運(yùn)算操作數(shù)的存儲(chǔ)安排以及并行無沖突訪問問題。直到2008年，上述問題才獲得系統(tǒng)解決。D. Reisis和 N. Vlassopoulos 在文章《Conflict-Free Parallel Memory Accessing Techniquesfor FFT Architectures))(發(fā)表在 IEEE Transactions on circuits and systems I ,Vol. 55，No. 11，p3438-3447)中采用原址運(yùn)算的FFT算法提出了一種并行FFT處理器架構(gòu)。該架構(gòu)使用多級(jí)查找表電路對(duì)蝶算單元的輸入和輸出數(shù)據(jù)排序，構(gòu)成所述FFT運(yùn)算操作數(shù)交換部件，以實(shí)現(xiàn)FFT運(yùn)算操作數(shù)存儲(chǔ)器的并行無沖突訪問。盡管該方案解決了 FFT運(yùn)算操作數(shù)的存儲(chǔ)安排以及并行無沖突訪問問題，并且需要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量最小，但由于使用多級(jí)查找表電路，造成了操作數(shù)交換部件電路復(fù)雜。此外，該方案擴(kuò)展性較差，若需要增加并行FFT處理器中包含的碟算單元數(shù)量，就需要重新設(shè)計(jì)查找表電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種基2 X K并行FFT架構(gòu)的地址映射方法及系統(tǒng)，采用定常結(jié)構(gòu)的基2FFT運(yùn)算流圖，利用FFT運(yùn)算操作數(shù)存放算法以及并行讀/寫地址產(chǎn)生算法，避免在操作數(shù)交換部件中使用多級(jí)查找表電路，同時(shí)使操作數(shù)并行讀/寫地址產(chǎn)生部件電路更加簡單。本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本發(fā)明基2 X K并行FFT架構(gòu)的地址映射方法的特點(diǎn)是采用定常結(jié)構(gòu)的基2FFT運(yùn)算流圖，并行FFT架構(gòu)包含K個(gè)基2碟算單元，K為2的整數(shù)冪；以2K個(gè)雙端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為共用存儲(chǔ)器，所述2K個(gè)雙端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與第一組2K個(gè)單端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)器組，并以所述2K個(gè)雙端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與第二組2K個(gè)單端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器構(gòu)成另一個(gè)存儲(chǔ)器組；K個(gè)基2碟算單元將FFT運(yùn)算操作數(shù)從一個(gè)存儲(chǔ)器組并行讀出，并將FFT運(yùn)算結(jié)果操作數(shù)并行寫入另一個(gè)存儲(chǔ)器組；
旋轉(zhuǎn)因子存放在K個(gè)旋轉(zhuǎn)因子存儲(chǔ)器中；所述基2XK并行FFT架構(gòu)的地址映射方法是按如下步驟進(jìn)行a、確定所述FFT運(yùn)算操作數(shù)在存儲(chǔ)器組中的存放方法設(shè)N為所述FFT運(yùn)算操作數(shù)的數(shù)量；k為操作數(shù)的標(biāo)號(hào)，k=0, I, ···, N-1 ;操作數(shù)k存放在體標(biāo)號(hào)為B (k)，體內(nèi)地址為A (k)的存儲(chǔ)器組中；當(dāng)/,<4時(shí)，操作數(shù)k存放在存儲(chǔ)器組的雙端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，并有
權(quán)利要求
1.一種基2XK并行FFT架構(gòu)的地址映射方法，其特征是 采用定常結(jié)構(gòu)的基2FFT運(yùn)算流圖，并行FFT架構(gòu)包含K個(gè)基2碟算單元，K為2的整數(shù)冪； 以2K個(gè)雙端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為共用存儲(chǔ)器，所述2K個(gè)雙端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與第一組2K個(gè)單端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)器組，并以所述2K個(gè)雙端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與第二組2K個(gè)單端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器構(gòu)成另一個(gè)存儲(chǔ)器組； K個(gè)基2碟算單元將FFT運(yùn)算操作數(shù)從一個(gè)存儲(chǔ)器組并行讀出，并將FFT運(yùn)算結(jié)果操作數(shù)并行寫入另一個(gè)存儲(chǔ)器組； 旋轉(zhuǎn)因子存放在K個(gè)旋轉(zhuǎn)因子存儲(chǔ)器中； 所述基2XK并行FFT架構(gòu)的地址映射方法是按如下步驟進(jìn)行 a、確定所述FFT運(yùn)算操作數(shù)在存儲(chǔ)器組中的存放方法 設(shè)N為所述FFT運(yùn)算操作數(shù)的數(shù)量；k為操作數(shù)的標(biāo)號(hào)，k=0, I,…，N-1 ;操作數(shù)k存放在體標(biāo)號(hào)為B (k)，體內(nèi)地址為A (k)的存儲(chǔ)器組中； 當(dāng)/Pcf時(shí)，操作數(shù)k存放在存儲(chǔ)器組的雙端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，并有
2.—種基2XK并行FFT架構(gòu)的地址映射系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)構(gòu)成包括 系統(tǒng)控制部件，用于系統(tǒng)控制和同步； 基2蝶形運(yùn)算部件，在每個(gè)周期內(nèi)完成一個(gè)基2蝶形運(yùn)算，所述的基2蝶形運(yùn)算部件為K個(gè)； 2K個(gè)雙端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)所述FFT運(yùn)算操作數(shù)并支持并行讀寫操作； 4Κ個(gè)單端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)所述FFT運(yùn)算操作數(shù)并支持寫入或讀出操作； 旋轉(zhuǎn)因子存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)因子并僅支持讀出操作，所述旋轉(zhuǎn)因子存儲(chǔ)器為K個(gè)獨(dú)立的只讀存儲(chǔ)器； 操作數(shù)并行讀/寫地址產(chǎn)生部件，用于在FFT運(yùn)算過程中產(chǎn)生FFT運(yùn)算操作數(shù)在存儲(chǔ)器組中的地址； 操作數(shù)交換部件，用于雙端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及單端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與所述K個(gè)基2蝶形運(yùn)算部件之間 交換所述FFT運(yùn)算操作數(shù)； 操作數(shù)初始地址產(chǎn)生部件，在將外部輸入的所述FFT運(yùn)算操作數(shù)存入所述存儲(chǔ)器組過程中，產(chǎn)生存儲(chǔ)器組地址； 旋轉(zhuǎn)因子地址產(chǎn)生部件，用于生成旋轉(zhuǎn)因子存儲(chǔ)器的地址。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基2×K并行FFT架構(gòu)的地址映射方法及系統(tǒng)，其特征是采用定常結(jié)構(gòu)的基2FFT運(yùn)算流圖；包含K個(gè)基2碟算單元，K為2的整數(shù)冪；以2K個(gè)雙端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為共用存儲(chǔ)器，分別與兩組2K個(gè)單端口數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器構(gòu)成兩個(gè)存儲(chǔ)器組；K個(gè)基2碟算單元將FFT運(yùn)算操作數(shù)從一個(gè)存儲(chǔ)器組并行讀出，將運(yùn)算結(jié)果操作數(shù)并行寫入另一個(gè)存儲(chǔ)器組；旋轉(zhuǎn)因子存放在K個(gè)旋轉(zhuǎn)因子存儲(chǔ)器中；FFT運(yùn)算操作數(shù)存放算法，確定輸入FFT運(yùn)算操作數(shù)在存儲(chǔ)器組中的地址；并行讀/寫地址產(chǎn)生算法，確定FFT運(yùn)算操作數(shù)讀/寫地址。按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的并行FFT處理器架構(gòu)，避免了在操作數(shù)交換部件中使用多級(jí)查找表電路，同時(shí)簡化了操作數(shù)并行讀/寫地址產(chǎn)生部件電路。
文檔編號(hào)G06F17/14GK103034621SQ20121054108
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者侯寧, 張多利, 杜高明, 宋宇鯤, 賈靖華, 王曉蕾 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué), 合肥工大先行微電子技術(shù)有限公司