高速低成本可重构FFT处理器的设计与实现

发布时间：2022-01-26 05:50

　　可重构计算技术是一个新兴的研究领域,其硬件结构可以根据需要重新配置。它结合了通用处理器和专用处理器（ASIC）的优点,既有通用处理器的灵活性也有类似于ASIC一样高效的硬件电路实现。目前,大多数可重构计算技术都是研究的基于现场可编程门阵列器件（FPGA）的重构系统,它能以较少的硬件资源实现较复杂的逻辑电路功能,在提高系统执行速度的同时又显著地降低系统成本。快速傅里叶变换（FFT）作为数字信号处理强有力的工具,已被广泛地应用于各类信号分析、无线通信和频谱估计等领域。由于在不同应用场合需要处理的数据点数不同,为使FFT处理器具有一定的可重构性,支持功能切换的需求,研究如何在不增加资源浪费的基础上更快速、更灵活地实现FFT处理器的重构具有重要的意义。部分重构技术可使可重构计算系统对可重构逻辑器件上的指定计算资源进行独立地配置,而不影响器件上其余部分的功能。利用部分可重构技术实现可重构FFT处理器,可以有效地提高资源利用率和重构速度,改进系统性能。本论文运用部分可重构技术设计并实现了一款基于FPGA的可重构FFT处理器,该处理器能够根据需要完成不同点数的FFT运算。首先,通过阅读国内外的文献,... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

本文算法与Matlab中FFT函数的运算结果对比

FFT 运算的部分结果，对比两种算法的结果可知，本文算法误差较小，可以准确地完成对信号的 FFT 运算。图4-9 部分运算结果对比4.2 FFT 处理器的重构策略研究4.2.1 部分可重构技术部分重构提供了在重构过程中只改变部分电路配置的能力。具有部分重构能力的系统可以在维持大部分电路仍然工作的状态下对一小部分电路改变配置，这个特性允许程序的执行在重构时是连续的。部分重构可以仅改变一个反馈系数而不是整个芯片，节省了重构时间。FPGA(空域计算部分)CPU核(时域计算部分)存储器（配置流库）图4-10 可重构处理器具有部分动态重构功能的 FPGA 器件重构时，只需要有选择地对可重构器件

周围还有丰富的外围组件形成复杂系统[58]，如图 5-3 所示。可用于数字设计、计算机架构、嵌入式系统、实时操作系统、网络、数字信号与图像视频处理和数字通信等方面。XC2VP30 内部还嵌有两个 IBM 的 PowerPC 硬核处理器(PPC)和内部配置访问通道 ICAP，更易于实现重构。ICAP 是配置 FPGA 内部结构的配置接口，为动态重构提供基本条件。PPC 是一种采用哈佛结构的处理器模块，内部有 5 条数据流水线通道,集成有硬件乘除单元、32bit 通用寄存器、存储器管理单元等，可对 FPGA的资源进行动态配置，使得实现系统的在线动态重构更加便利。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3609937