● 摘要
随着数字电子技术和电子设计自动化的快速发展,数字信号处理技术已经广泛应用于语音分析、图像处理、地质勘探、数字通信、航空航天、生物医学以及自动控制设计等方面。离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)以及其快速算法快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)是当今数字信号处理的最重要的技术之一,所以对快速傅里叶变换算法的研究具有很强的现实意义。
电子设计自动化技术的发展促进了可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)的成熟,而现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)在可编程器件领域的应用十分广泛。基于FPGA的开发,可以极大缩短设计生产周期,并且可以对系统进行在线调试。FPGA利用硬件并行的优势,打破了顺序执行的模式,并且有快速原型的能力,可以现场升级提供了灵活性。因此,FPGA在数字通信、图像处理和语音分析方面有着非常广泛的应用。
文针对FFT算法的特点,提出了基于FPGA的2048点流水线结构FFT算法的实现方案。先是对电子设计自动化技术以及离散傅里叶和快速傅里叶变换的相关算法做了详细的研究,说明了基二频率抽取快速傅里叶变换,并且对软硬件开发平台及相关的芯片作了介绍,然后论述了2048点快速傅里叶变换系统实现的整体方案,详细描述了数据处理部分的各个模块的设计过程,包括fft_top模块、fft_order模块、fft_2048模块、fft_1024模块等。最后,通过仿真结果的调试分析做出总结,证明了这种方案是可行的。