基2×k並行fft架構的地址映射方法及系統的製作方法
2023-05-19 21:28:36
專利名稱：基2×k並行fft架構的地址映射方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及FFT處理器，更具體地說是涉及一種並行FFT處理器的地址映射方法及系統。
背景技術：
離散傅立葉變換DFT是描述離散信號時域和頻域關係的重要數學工具，隨著快速計算技術FFT的出現，它在數位訊號處理和圖像信號處理等方面得到了廣泛的應用，是許多系統的核心運算。FFT運算結構特殊，在一些對FFT運算速度有較高要求的應用場合，需要採用FFT處理器。FFT處理器的目標是蝶形運算單元的流水執行，這就要求蝶形運算單元的多個操作數能夠並行讀入或寫出。並行FFT處理器使多個蝶形運算單元並行流水執行，運算速度更快，同時要求多個蝶算單元的眾多操作數並行讀入或寫出，因此存在FFT運算操作數的存儲安排以及並行無衝突訪問問題。直到2008年，上述問題才獲得系統解決。D. Reisis和 N. Vlassopoulos 在文章《Conflict-Free Parallel Memory Accessing Techniquesfor FFT Architectures))(發表在 IEEE Transactions on circuits and systems I ,Vol. 55，No. 11，p3438-3447)中採用原址運算的FFT算法提出了一種並行FFT處理器架構。該架構使用多級查找表電路對蝶算單元的輸入和輸出數據排序，構成所述FFT運算操作數交換部件，以實現FFT運算操作數存儲器的並行無衝突訪問。儘管該方案解決了 FFT運算操作數的存儲安排以及並行無衝突訪問問題，並且需要的數據存儲器容量最小，但由於使用多級查找表電路，造成了操作數交換部件電路複雜。此外，該方案擴展性較差，若需要增加並行FFT處理器中包含的碟算單元數量，就需要重新設計查找表電路。
發明內容
本發明為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種基2 X K並行FFT架構的地址映射方法及系統，採用定常結構的基2FFT運算流圖，利用FFT運算操作數存放算法以及並行讀/寫地址產生算法，避免在操作數交換部件中使用多級查找表電路，同時使操作數並行讀/寫地址產生部件電路更加簡單。本發明為解決技術問題採用如下技術方案本發明基2 X K並行FFT架構的地址映射方法的特點是採用定常結構的基2FFT運算流圖，並行FFT架構包含K個基2碟算單元，K為2的整數冪；以2K個雙埠數據存儲器為共用存儲器，所述2K個雙埠數據存儲器與第一組2K個單埠數據存儲器構成一個存儲器組，並以所述2K個雙埠數據存儲器與第二組2K個單埠數據存儲器構成另一個存儲器組；K個基2碟算單元將FFT運算操作數從一個存儲器組並行讀出，並將FFT運算結果操作數並行寫入另一個存儲器組；
旋轉因子存放在K個旋轉因子存儲器中；所述基2XK並行FFT架構的地址映射方法是按如下步驟進行a、確定所述FFT運算操作數在存儲器組中的存放方法設N為所述FFT運算操作數的數量；k為操作數的標號，k=0, I, ···, N-1 ;操作數k存放在體標號為B (k)，體內地址為A (k)的存儲器組中；當/,<4時，操作數k存放在存儲器組的雙埠數據存儲器中，並有
權利要求
1.一種基2XK並行FFT架構的地址映射方法，其特徵是 採用定常結構的基2FFT運算流圖，並行FFT架構包含K個基2碟算單元，K為2的整數冪； 以2K個雙埠數據存儲器為共用存儲器，所述2K個雙埠數據存儲器與第一組2K個單埠數據存儲器構成一個存儲器組，並以所述2K個雙埠數據存儲器與第二組2K個單埠數據存儲器構成另一個存儲器組； K個基2碟算單元將FFT運算操作數從一個存儲器組並行讀出，並將FFT運算結果操作數並行寫入另一個存儲器組； 旋轉因子存放在K個旋轉因子存儲器中； 所述基2XK並行FFT架構的地址映射方法是按如下步驟進行 a、確定所述FFT運算操作數在存儲器組中的存放方法 設N為所述FFT運算操作數的數量；k為操作數的標號，k=0, I,…，N-1 ;操作數k存放在體標號為B (k)，體內地址為A (k)的存儲器組中； 當/Pcf時，操作數k存放在存儲器組的雙埠數據存儲器中，並有
2.—種基2XK並行FFT架構的地址映射系統，其特徵在於所述系統構成包括 系統控制部件，用於系統控制和同步； 基2蝶形運算部件，在每個周期內完成一個基2蝶形運算，所述的基2蝶形運算部件為K個； 2K個雙埠數據存儲器，用於存儲所述FFT運算操作數並支持並行讀寫操作； 4Κ個單埠數據存儲器，用於存儲所述FFT運算操作數並支持寫入或讀出操作； 旋轉因子存儲器，用於存儲旋轉因子並僅支持讀出操作，所述旋轉因子存儲器為K個獨立的只讀存儲器； 操作數並行讀/寫地址產生部件，用於在FFT運算過程中產生FFT運算操作數在存儲器組中的地址； 操作數交換部件，用於雙埠數據存儲器及單埠數據存儲器與所述K個基2蝶形運算部件之間 交換所述FFT運算操作數； 操作數初始地址產生部件，在將外部輸入的所述FFT運算操作數存入所述存儲器組過程中，產生存儲器組地址； 旋轉因子地址產生部件，用於生成旋轉因子存儲器的地址。
全文摘要
本發明公開了一種基2×K並行FFT架構的地址映射方法及系統，其特徵是採用定常結構的基2FFT運算流圖；包含K個基2碟算單元，K為2的整數冪；以2K個雙埠數據存儲器為共用存儲器，分別與兩組2K個單埠數據存儲器構成兩個存儲器組；K個基2碟算單元將FFT運算操作數從一個存儲器組並行讀出，將運算結果操作數並行寫入另一個存儲器組；旋轉因子存放在K個旋轉因子存儲器中；FFT運算操作數存放算法，確定輸入FFT運算操作數在存儲器組中的地址；並行讀/寫地址產生算法，確定FFT運算操作數讀/寫地址。按照本發明設計的並行FFT處理器架構，避免了在操作數交換部件中使用多級查找表電路，同時簡化了操作數並行讀/寫地址產生部件電路。
文檔編號G06F17/14GK103034621SQ20121054108
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月13日 優先權日2012年12月13日
發明者侯寧, 張多利, 杜高明, 宋宇鯤, 賈靖華, 王曉蕾 申請人:合肥工業大學, 合肥工大先行微電子技術有限公司