專(zhuān)利名稱(chēng)：快速傅里葉變換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于高速執(zhí)行傅里葉變換的快速傅里葉變換電路。
背景技術(shù)：
在基于Cooley-Tukey算法的快速傅里葉變換(此后，簡(jiǎn)稱(chēng)為快速傅里葉變換)中，一般而言，通過(guò)使用2點(diǎn)DFT (離散傅里葉變換)作為組元的方式來(lái)執(zhí)行計(jì)算(參見(jiàn)參考文獻(xiàn)I至3)。同時(shí)，為了更快進(jìn)行處理，可以通過(guò)使用4點(diǎn)DFT作為組元來(lái)執(zhí)行計(jì)算(應(yīng)用基數(shù)4的快速傅里葉變換)。在這方面，對(duì)于應(yīng)用基數(shù)2的快速傅里葉變換，數(shù)據(jù)的數(shù)目“N”需要是2的指數(shù)；而對(duì)于應(yīng)用基數(shù)4的快速傅里葉變換，數(shù)據(jù)的數(shù)目“N”需要是4的指 數(shù)。為了使處理更快，在數(shù)據(jù)的數(shù)目“N”是2的冪的情況下，可以使用2點(diǎn)DFT和4點(diǎn)DFT的組合來(lái)進(jìn)行處理?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :JP2006_155487A專(zhuān)利文獻(xiàn)2 JP2007-148623A專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :JP2004_516551A。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的問(wèn)題當(dāng)在快速傅里葉變換中處理存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的情況下，在應(yīng)用基數(shù)4的快速傅里葉變換中，對(duì)于一個(gè)4點(diǎn)DFT，必需從存儲(chǔ)器中讀出4個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)，然后將作為計(jì)算結(jié)果的4片復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)輸出寫(xiě)入存儲(chǔ)器中。在通常使用的快速傅里葉變換中，與存儲(chǔ)器有關(guān)的讀和寫(xiě)的地址間隔在每級(jí)計(jì)算中發(fā)生改變，因此不能同時(shí)讀和寫(xiě)4個(gè)數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，作為執(zhí)行一個(gè)4點(diǎn)DFT所需的循環(huán)數(shù)，如果使用單端口存儲(chǔ)器，則需要4個(gè)循環(huán)。即使在單端口存儲(chǔ)器的情況下，也可以將存儲(chǔ)器分段為4個(gè)部分，以便能夠同時(shí)讀和寫(xiě)4個(gè)數(shù)據(jù)。然而，當(dāng)在該情況下進(jìn)行LSI時(shí)，分段的數(shù)目越多，所需區(qū)域變得越寬，這是因?yàn)橐獙y(cè)試電路加到存儲(chǔ)器宏(memory macro)。此外，配置工作的難度也變得越大。因此，安裝速率沒(méi)有變快，并導(dǎo)致存儲(chǔ)器芯片的區(qū)域更寬。本發(fā)明的目的是針對(duì)這種不便給出解決方案，并提供快速傅里葉變換電路，該快速傅里葉變換電路能夠?qū)焖俑道锶~變換的每一級(jí)的計(jì)算中要處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行高速讀和寫(xiě)，而不需要對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行分段。解決問(wèn)題的手段根據(jù)本發(fā)明的快速傅里葉變換電路包括計(jì)算單元，用于執(zhí)行以多個(gè)離散傅里葉變換作為組元(component)的快速傅里葉計(jì)算；存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)所述計(jì)算單元的輸入/輸出數(shù)據(jù)；以及控制裝置，用于通過(guò)如下方式控制將所述計(jì)算單元產(chǎn)生的計(jì)算結(jié)果寫(xiě)入所述存儲(chǔ)器對(duì)于所述計(jì)算單元針對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)所執(zhí)行的多級(jí)計(jì)算，使從所述存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)的相繼次序?qū)γ恳患?jí)變?yōu)橄嗤?。本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明，可以高速讀出和寫(xiě)入在快速傅里葉變換的每一級(jí)計(jì)算中要處理的數(shù)據(jù)，而不需要對(duì)存儲(chǔ)器分段，從而在控制LSI區(qū)域增加的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)高速處理。


圖I是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的快速傅里葉變換電路的方框圖。圖2是說(shuō)明圖I中所示的快速傅里葉變換電路中4點(diǎn)DFT計(jì)算單元的操作的信號(hào)流程圖。圖3是說(shuō)明應(yīng)用基數(shù)4的快速傅里葉變換中4點(diǎn)DFT的配置的示意圖。 圖4是說(shuō)明在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的一個(gè)實(shí)例的示意圖。圖5是說(shuō)明為在存儲(chǔ)器中寫(xiě)入而計(jì)算地址的常規(guī)方法的示意圖。圖6是說(shuō)明為在圖I所示的快速傅里葉變換電路的存儲(chǔ)器中寫(xiě)入而計(jì)算地址的方法的示意圖。圖7是說(shuō)明圖I所示的快速傅里葉變換電路執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的工作流程圖，其中，該圖示出了從作為讀取對(duì)象的存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中的工作流程。圖8是說(shuō)明圖I所示的快速傅里葉變換電路執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的工作流程圖，其中，該圖示出了從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，由4點(diǎn)DFT計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算，和將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中的工作流程。圖9是說(shuō)明圖I所示的快速傅里葉變換電路執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的工作流程圖，其中，該圖示出了從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，由4點(diǎn)DFT計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算，和將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中的工作流程。圖10是說(shuō)明圖I所示的快速傅里葉變換電路執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的工作流程圖，其中，該圖示出了從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，由4點(diǎn)DFT計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算，和將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中的工作流程。圖11是說(shuō)明圖I所示的快速傅里葉變換電路執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的工作流程圖，其中，該圖示出了從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，由4點(diǎn)DFT計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算，和將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中的工作流程。圖12是說(shuō)明圖I所示的快速傅里葉變換電路執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的工作流程圖，其中，該圖示出了從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，由4點(diǎn)DFT計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中，和將來(lái)自寫(xiě)緩存器的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器的工作流程。圖13是說(shuō)明圖I所示的快速傅里葉變換電路執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的工作流程圖，其中，該圖示出了從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，由4點(diǎn)DFT計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中，和將來(lái)自寫(xiě)緩存器的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器的工作流程。圖14是說(shuō)明圖I所示的快速傅里葉變換電路執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的工作流程圖，其中，該圖示出了從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，由4點(diǎn)DFT計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中，和將來(lái)自寫(xiě)緩存器的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器的工作流程。圖15是說(shuō)明圖I所示的快速傅里葉變換電路執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的工作流程圖，其中，該圖示出了從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，由4點(diǎn)DFT計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中，和將來(lái)自寫(xiě)緩存器的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器的工作流程。圖16是說(shuō)明圖I所示的快速傅里葉變換電路執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的工作流程圖，其中，該圖示出了在第一級(jí)的處理結(jié)束時(shí)將來(lái)自寫(xiě)緩存器的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器的工作流程。圖17是說(shuō)明圖I所示的快速傅里葉變換電路執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的工作流程圖，其中，該圖說(shuō)明了在第二級(jí)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器。圖18是說(shuō)明圖I所示的快速傅里葉變換電路執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的工作流程圖，其中，該圖說(shuō)明了在第三級(jí)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器。圖19是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的快速傅里葉變換電路的方框圖。圖20是圖19所示的快速傅里葉變換電路中，2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行計(jì)算的 配置實(shí)例的示意圖。圖21是圖19所示的快速傅里葉變換電路中，2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元在第一級(jí)的處理中要使用的2點(diǎn)DFT的配置圖。圖22是當(dāng)圖19所示的快速傅里葉變換電路中的2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行第一級(jí)計(jì)算時(shí)，從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行計(jì)算，和將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中的工作流程圖。圖23是當(dāng)圖19所示的快速傅里葉變換電路中的2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行第一級(jí)計(jì)算時(shí)，從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行計(jì)算，和將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中的工作流程圖。圖24是當(dāng)圖19所示的快速傅里葉變換電路中的2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行第一級(jí)計(jì)算時(shí)，從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行計(jì)算，和將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中的工作流程圖。圖25是當(dāng)圖19所示的快速傅里葉變換電路中的2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行第一級(jí)計(jì)算時(shí)，從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行計(jì)算，和將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中的工作流程圖。圖26是當(dāng)圖19所示的快速傅里葉變換電路中的2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行第一級(jí)計(jì)算時(shí)，將來(lái)自寫(xiě)緩存器的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器中的工作流程圖。圖27是當(dāng)圖19所示的快速傅里葉變換電路中的2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行第二級(jí)計(jì)算時(shí)，從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行計(jì)算，和將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中的工作流程圖。圖28是當(dāng)圖19所示的快速傅里葉變換電路中的2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行第二級(jí)計(jì)算時(shí)，從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行計(jì)算，和將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中的工作流程圖。圖29是當(dāng)圖19所示的快速傅里葉變換電路中的2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行第二級(jí)計(jì)算時(shí)，從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行計(jì)算，和將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中的工作流程圖。圖30是當(dāng)圖19所示的快速傅里葉變換電路中的2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行第二級(jí)計(jì)算時(shí)，從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器中，2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行計(jì)算，和將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中的工作流程圖。
圖31是當(dāng)圖19所示的快速傅里葉變換電路中的2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行第二級(jí)計(jì)算時(shí)，將來(lái)自寫(xiě)緩存器的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器中的工作流程圖。圖32是當(dāng)圖19所示的快速傅里葉變換電路中的2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元執(zhí)行第三級(jí)計(jì)算時(shí)，將2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元獲得的計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器中，和將來(lái)自寫(xiě)緩存器的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器中的工作流程圖。圖33是使用OFDM方法的通信系統(tǒng)的整體配置的一個(gè)實(shí)例的示意圖，其中，該圖僅示出了針對(duì)單向通信的配置。
具體實(shí)施例方式下面將參考

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。(第一實(shí)施方式) 圖I是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的快速傅里葉變換電路的方框圖。在該場(chǎng)合下，所描述的是在將基數(shù)B = 4應(yīng)用于快速傅里葉變換的情況下的配置實(shí)例?？焖俑道锶~變換電路包括4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I、存儲(chǔ)器2A和2B、讀緩存器3、寫(xiě)緩存器4、選擇器5、旋轉(zhuǎn)因子(twiddle factor)產(chǎn)生單元6、和控制單元7。4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I使用具有基數(shù)B = 4的離散傅里葉變換作為組元來(lái)執(zhí)行快速傅里葉計(jì)算。存儲(chǔ)器2A和2B存儲(chǔ)輸入/輸出數(shù)據(jù)和中間值中的每一項(xiàng)，該中間值來(lái)自于4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I針對(duì)數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’是基數(shù)‘B’的指數(shù)的數(shù)據(jù)執(zhí)行的第‘P = log B N’級(jí)計(jì)算。存儲(chǔ)器2A和2B具有存儲(chǔ)“N”個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的容量，一個(gè)地址能夠存儲(chǔ)四個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)。在具有“ ‘B’個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)X (N/B) X 2個(gè)存儲(chǔ)體”的配置的情況下，讀緩存器3存儲(chǔ)從存儲(chǔ)器2A和2B讀出的數(shù)據(jù)，并將針對(duì)基數(shù)‘B’的每個(gè)數(shù)據(jù)輸出到4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I。讀緩存器3具有包括2個(gè)用于‘N’個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)體的配置。因此，在一個(gè)存儲(chǔ)體從存儲(chǔ)器2A和2B讀出數(shù)據(jù)的同時(shí)，另一個(gè)存儲(chǔ)體可以向4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I輸出數(shù)據(jù)。在具有“‘B’個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)X (N/B) X 2個(gè)存儲(chǔ)體”的配置的情況下，寫(xiě)緩存器4存儲(chǔ)4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I獲得的每一級(jí)計(jì)算結(jié)果，并將其寫(xiě)入存儲(chǔ)器2A和2B。寫(xiě)緩存器4具有包括2個(gè)用于‘N’個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)體的配置。因此，在一個(gè)存儲(chǔ)體向存儲(chǔ)器2A和28寫(xiě)入計(jì)算結(jié)果的同時(shí)，另一個(gè)存儲(chǔ)體可以從4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I接收計(jì)算結(jié)果。選擇器5在存儲(chǔ)器2A和2B中選擇讀取源和寫(xiě)目的地。即，選擇器5以存儲(chǔ)器2A和2B中的一個(gè)作為讀取側(cè)工作,而另一個(gè)作為寫(xiě)入側(cè)工作的方式來(lái)進(jìn)行控制。因而,存儲(chǔ)器2A和2B中的任何一個(gè)沒(méi)有同時(shí)一起具有讀操作和寫(xiě)操作的機(jī)會(huì)。旋轉(zhuǎn)因子產(chǎn)生單元6產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)因子，4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I的輸出與該旋轉(zhuǎn)因子相乘。因?yàn)椤靶D(zhuǎn)因子”在快速傅里葉變換領(lǐng)域是公知的，在此省略對(duì)其的說(shuō)明。在圖6所示的實(shí)例中，在寫(xiě)入寫(xiě)緩存器4之前，將作為來(lái)自旋轉(zhuǎn)因子產(chǎn)生單元16的輸出的旋轉(zhuǎn)因子與來(lái)自4點(diǎn)DFT計(jì)算單元15的輸出相乘在一起。備選地，可以在將來(lái)自寫(xiě)緩存器4的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器中時(shí)進(jìn)行相乘。產(chǎn)生存儲(chǔ)器2A和2B中的讀地址和寫(xiě)地址，并且還為讀緩存器3和寫(xiě)緩存器4產(chǎn)生地址，控制單元7通過(guò)如下方式控制將計(jì)算單元產(chǎn)生的計(jì)算結(jié)果寫(xiě)入到存儲(chǔ)器中對(duì)于計(jì)算單元針對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)所執(zhí)行的多級(jí)計(jì)算，使從存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)的相繼次序在每一級(jí)變?yōu)橄嗤４送?，控制單?控制旋轉(zhuǎn)因子產(chǎn)生單元6產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)因子；以及還對(duì)4點(diǎn)DFT計(jì)算單元的計(jì)算次數(shù)以及處理級(jí)進(jìn)行調(diào)整和控制。除了存儲(chǔ)器AlO和存儲(chǔ)器Bll之外，另外可以分別提供輸入存儲(chǔ)器和輸出存儲(chǔ)器。這種情況下，選擇器12具有使其能夠存取這些存儲(chǔ)器的配置。(快速傅里葉變換的說(shuō)明)圖2是說(shuō)明圖I所示的快速傅里葉變換電路中，4點(diǎn)DFT計(jì)算單元的操作的信號(hào)流程圖。在該場(chǎng)合下，示出了基數(shù)B = 4，數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’ =16的情況。可以將基于Cooley-Tukey算法的快速傅里葉變換拆分為一組‘P = log B N’次的DFT計(jì)算；其中，將數(shù)據(jù)的數(shù)目表達(dá)為‘N’ ( ‘N’是基數(shù)‘B’的冪)。將每次的一組DFT
計(jì)算稱(chēng)為一個(gè)級(jí)；并從輸入側(cè)開(kāi)始，將這些級(jí)稱(chēng)為第一級(jí)、第二級(jí).......第P級(jí)。在基數(shù)B =4，數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’ = 16的情況下，級(jí)的數(shù)目‘P’ = 2，并在每一級(jí)執(zhí)行4個(gè)4點(diǎn)DFT計(jì)笪
o已知的事實(shí)是，依據(jù)拆分為2點(diǎn)DFT和4點(diǎn)DFT的方式，基于Cooley-Tukey算法的快速傅里葉變換可以具有兩種類(lèi)型的配置，即，時(shí)間抽取(decimation-in-time)類(lèi)型和頻率抽取(decimation-in-frequency)類(lèi)型。在該場(chǎng)合下，將具有基數(shù)4的頻率抽取類(lèi)型的配置的快速傅里葉變換作為實(shí)例來(lái)說(shuō)明。圖3是說(shuō)明應(yīng)用基數(shù)4的快速傅里葉變換中的4點(diǎn)DFT的配置的示意圖。在4點(diǎn)DFT中，針對(duì)4點(diǎn)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)x’ (m)輸出4點(diǎn)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)X’ (m),m = 0，1，2，&3。要如下表達(dá)輸出的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)X’(m)，其中，‘j’是虛數(shù)單位。(表達(dá)式I)X’ (0) = X’(0)+x，(l)+x，(2)+x，(3)X，(I) = x，(0) - j x，(l)-x，(2) + j x，(3)X’ (2) = X’(0)_x，(l)+x，(2)_x，(3)X，(3) = x，(0)+jx，(l)-x，(2)- j xf (3)...(I)參考圖2和圖3說(shuō)明的快速傅里葉變換是通常使用的變換。(將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的方式)圖4是說(shuō)明在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的典型實(shí)例的示意圖。在將一個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)存
儲(chǔ)在一個(gè)地址處的情況下的地址表達(dá)為‘Ai’(i = 0，1，......，(N-I)，以及‘N’是數(shù)據(jù)的
數(shù)目(FFT點(diǎn)的數(shù)目))的情況下，將連續(xù)的四個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的一個(gè)物理地址處(通過(guò)指定地址可以連續(xù)讀出多個(gè)地址的內(nèi)容)。雖然在圖4所示的實(shí)例中將4個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)，即，從右起ApAifAp2和Ai+3，存儲(chǔ)在一個(gè)物理地址處，S卩，B(i/4)處，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的位置不限于任何特定位置，除非不使電路配置變復(fù)雜。為了以簡(jiǎn)單易懂的方式來(lái)說(shuō)明，以存儲(chǔ)如圖4所示的數(shù)據(jù)為前提來(lái)進(jìn)行以下說(shuō)明。(存儲(chǔ)器中的讀地址和寫(xiě)地址)圖5是說(shuō)明為在存儲(chǔ)器中寫(xiě)入而計(jì)算地址的常規(guī)方法的示意圖。在該場(chǎng)合下，所描述的是基數(shù)B = 4以及數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’ = 16的情況。在頻率提取類(lèi)型的快速傅里葉變換中，一般而言，以如下描述的這種方式來(lái)存儲(chǔ)
第S級(jí)(其中，‘S’ = 1,2,......，P)的DFT計(jì)算的輸出數(shù)據(jù)。假設(shè)從存儲(chǔ)器中的最低有
效地址側(cè)開(kāi)始存儲(chǔ)輸入數(shù)據(jù)系列‘x(n) ’，以便沿時(shí)間軸按升序排列該數(shù)據(jù)系列。
在這種場(chǎng)合下，基于下述前提進(jìn)行說(shuō)明下面的寫(xiě)地址WA(S，k，m)和讀地址RA(S，k, m)是存儲(chǔ)每個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的地址?！甼’表示在k = 0到(N/4-1)的條件下,4點(diǎn)DFT計(jì)算的相繼次序。利用下面的表達(dá)式計(jì)算寫(xiě)地址WA(S, k,m)。在這種場(chǎng)合下，由于‘m’= 0,1, 2,&3，以及4點(diǎn)DFT的情況，每一個(gè)DFT計(jì)算輸出4個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)。(表達(dá)式2)
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WMM翁孰爾4!;M H "Hi mml 4 "4..'\ 4v''"'i ■ '..... ..
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Smm = 0. . . 3... (2)‘ (a mod b) ’表示在將‘a(chǎn)’除以‘b’后取余數(shù)。圖2示出了 ‘N = 16’的實(shí)例。在這種場(chǎng)合下，由于RA(S, k, m) = WA (S, k, m),獲得了讀地址RA(S, k, m)。利用所計(jì)算的這些地址，通過(guò)比特翻轉(zhuǎn)(bit reverse)的方式來(lái)取得最終級(jí)(第P級(jí))完成之后在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的地址。相應(yīng)地，以升序?qū)ψ儞Q后的數(shù)據(jù)排序。圖6是說(shuō)明為在圖I所示的快速傅里葉變換電路的存儲(chǔ)器2A和2B中寫(xiě)入而計(jì)算地址的方法的示意圖。在圖I所示的實(shí)施例中，控制單元I指定存儲(chǔ)器2A和2B中的寫(xiě)地址和讀地址。然后，對(duì)于4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I執(zhí)行的第‘P = log B N’級(jí)涉及數(shù)據(jù)的計(jì)算，其中數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’是基數(shù)‘B’的指數(shù)，控制單元以按地址的相繼次序排列數(shù)據(jù)的方式，將作為后續(xù)級(jí)中計(jì)算的目標(biāo)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器2A和2B中，這樣，對(duì)于針對(duì)快速傅里葉計(jì)算的相繼次序(即，k
=0,1,......, N/B-1)通過(guò)將數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’除以基數(shù)‘B’所獲得的每個(gè)值，能夠以相同
的地址從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)。具體地講，控制單元I在“m = 0，1，......，B-1”的條件下，利用和值來(lái)指定在每
個(gè)第S個(gè)級(jí)(S= 1，2，......，P)用于將來(lái)自寫(xiě)緩存器4的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器2A和2B中
的任一個(gè)中的寫(xiě)地址WA (S，k，m)，該和值是把通過(guò)將數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’除以基數(shù)‘B’的值的‘P-S+1’次冪(其中，‘P-S’表示剩余的級(jí)的數(shù)目)所獲得的商與‘m’的乘積，和通過(guò)將相繼次序編號(hào)‘k’除以基數(shù)B的值的‘S-1’次冪所獲得的商與基數(shù)B的值的‘S’次冪的乘積，以及將相繼次序編號(hào)‘k’除以基數(shù)B的值的‘S-1’次冪之后的余數(shù)相加的結(jié)果。同時(shí)，控
制單元利用和值指定在每個(gè)第S級(jí)(S = 1，2，......，P)用于將來(lái)自存儲(chǔ)器2B和2A中任
一個(gè)的數(shù)據(jù)讀入讀緩存器3中的讀地址RA (S，k，m)，該和值是把通過(guò)將數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’除以基數(shù)B而獲得的商與‘m’的乘積和相繼次序編號(hào)‘K’相加的結(jié)果。在基數(shù)B = 4的情況下，以下面所示的表達(dá)式來(lái)描述寫(xiě)地址WA (S，k，m)(表達(dá)式3)
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m = 0. . . 3... (3)同時(shí)，在基數(shù)B = 4的情況下，以下面所示的表達(dá)式來(lái)描述讀地址RA (S，k，m)(表達(dá)式4)翁/1|篆氣_:卜 'y其
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.m = 0. 3…(4) 利用以上述方式計(jì)算的地址，不需要比特翻轉(zhuǎn)過(guò)程，DFT計(jì)算中的讀地址在每個(gè)級(jí)可以保持一致，以使讀緩存器3和寫(xiě)緩存器4能夠被導(dǎo)入。此外，能夠容易地實(shí)現(xiàn)將具有基數(shù)B = 2的DFT與具有基數(shù)B = 4的DFT組合的配置。(讀緩存&寫(xiě)緩存) 讀緩存器3和寫(xiě)緩存器4分別具有如下配置包括兩個(gè)存儲(chǔ)體，存儲(chǔ)體中的每一個(gè)具有能夠存儲(chǔ)‘N’個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的容量。當(dāng)將基數(shù)B = 4的情況下的4個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器2A和2B的地址時(shí)，該配置使其能夠在每一個(gè)存儲(chǔ)體中針對(duì)存儲(chǔ)器2A和2B的‘N/4’的地址來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。為了便于說(shuō)明，將這些存儲(chǔ)體稱(chēng)為存儲(chǔ)體#0和存儲(chǔ)體#1。在開(kāi)始一級(jí)的DFT過(guò)程時(shí)，讀出存儲(chǔ)器2A和2B的4個(gè)地址的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器3的一個(gè)存儲(chǔ)體中。將4個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在RD (Bi’)中，其中，RD (Bi’)是 針對(duì)存儲(chǔ)器2A和2B的地址‘Bi’讀取的數(shù)據(jù)。如下所述，利用圖3所示的‘Ai’來(lái)表達(dá)該情況。(表達(dá)式5)RD(Br) = (RD，(A4i’+3)，RD，(A4i，+2)，RD，(A4i’+1)，RD，(A4iOIi，= {0,1. . . . N/4-1} ... (5)將執(zhí)行第‘k’個(gè)DFT過(guò)程時(shí)讀緩存器3的數(shù)據(jù)‘RB’ (rb, rn)表達(dá)如下，其中，‘rb’ ( = {0，I})是讀緩存器3的存儲(chǔ)體編號(hào)，以及‘rn’是讀緩沖器3的地址(針對(duì)一個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù))。(表達(dá)式6)RB (rb, rn) =D(rn，+k)
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'■ ；■ >4rn = 0. . . 15k = 0. . . (N/4-1)... (6)4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I利用以這種方式存儲(chǔ)的讀緩存器3的數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行4點(diǎn)DFT過(guò)程。將4點(diǎn)DFT過(guò)程的N/4過(guò)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器3中。與4點(diǎn)DFT過(guò)程的執(zhí)行并行地，從存儲(chǔ)器2A和2B讀出4點(diǎn)DFT過(guò)程的后續(xù)N/4過(guò)程數(shù)據(jù)，并將其存儲(chǔ)在讀緩存器3的另一存儲(chǔ)體中。由于將4個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器2A和2B的一個(gè)地址中，可以以一個(gè)循環(huán)的方式從存儲(chǔ)器2A和2B讀出與4點(diǎn)DFT過(guò)程的一個(gè)過(guò)程相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。然后，可以在DFT過(guò)程的同時(shí)從存儲(chǔ)器2A和2B讀出4點(diǎn)DFT過(guò)程的I過(guò)程數(shù)據(jù)，因此，可以以一個(gè)循環(huán)的方式來(lái)執(zhí)行4點(diǎn)DFT過(guò)程。也可以將這種方式應(yīng)用于寫(xiě)入側(cè)。將要通過(guò)一個(gè)4點(diǎn)DFT過(guò)程輸出的4個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器4的一個(gè)存儲(chǔ)體，同時(shí)，將存儲(chǔ)在另一存儲(chǔ)體中的4個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器2A和2B。因而，在一個(gè)DFT過(guò)程的執(zhí)行期間，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)寫(xiě)入存儲(chǔ)器的過(guò)程。寫(xiě)緩存器4的數(shù)據(jù)‘WB’ (wb, wn)表達(dá)如下，其中，‘wb’ (= {0,1})是寫(xiě)緩存器4的存儲(chǔ)體編號(hào)，‘wn’是寫(xiě)緩存器4的地址，第‘k’個(gè)DFT過(guò)程的輸出數(shù)據(jù)是X’(k，m)(其中，‘m’ = {0,1,2,3})。(a)在 S = I 的情況下；(表達(dá)式7)WB (wb, wn) =V (k, m)
wn = 4X (k mod 4)+mk = 0, ，(N/4-1)... (7)(b)在S彡2的情況下；(表達(dá)式8)WB (wb, wn) = X’ (k, m)wn = 4 X m+ (k mod 4)k = 0， ，(N/4-1)...(8)在每一級(jí)，需要將4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I中的4點(diǎn)DFT過(guò)程的N/4過(guò)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器3中。因此，4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I在開(kāi)始每級(jí)之后緊接的4個(gè)循環(huán)期間不執(zhí)行過(guò)程，而是從存儲(chǔ)器2A和2B讀出該過(guò)程所需的數(shù)據(jù)，以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器3中。在讀出4X (N/4)個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)完成之后，切換讀緩存器3的存儲(chǔ)體，然后從存儲(chǔ)器2A和2B讀出數(shù)據(jù)，并將其存儲(chǔ)在讀緩存器3中。與此同時(shí)，從讀緩存器3的另一存儲(chǔ)體讀出數(shù)據(jù)，并執(zhí)行4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I的過(guò)程。直到存儲(chǔ)了 4個(gè)4點(diǎn)DFT過(guò)程的結(jié)果為止，寫(xiě)緩存器4不寫(xiě)入存儲(chǔ)器2A和2B。如果一旦在開(kāi)始4點(diǎn)DFT過(guò)程之后存儲(chǔ)了 4點(diǎn)DFT過(guò)程的N/4過(guò)程結(jié)果，寫(xiě)緩存器4切換存儲(chǔ)體，然后將后續(xù)DFT過(guò)程的結(jié)果存儲(chǔ)在所切換的存儲(chǔ)體中。然后，與此并行地，寫(xiě)緩存器4將存儲(chǔ)在另一存儲(chǔ)體中的DFT過(guò)程的結(jié)果寫(xiě)入存儲(chǔ)器2A和2B。對(duì)于一級(jí)的過(guò)程，從存儲(chǔ)器2A和2B讀出到讀緩存器3和從寫(xiě)緩存器4寫(xiě)入到存儲(chǔ)器2A和2B各需要4個(gè)循環(huán)。因此，最小執(zhí)行循環(huán)包括‘N/4+4X2’個(gè)循環(huán)。(操作的詳細(xì)說(shuō)明)圖7至圖18是說(shuō)明圖I所示的快速傅里葉變換電路執(zhí)行的數(shù)據(jù)處理的工作流程圖。下面參考這些圖詳細(xì)說(shuō)明快速傅里葉變換電路的操作。在這種場(chǎng)合下，以N = 64的情況為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。以下描述的操作是通過(guò)由控制單元7控制每個(gè)部分來(lái)實(shí)現(xiàn)的。作為處理對(duì)象的輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器2A中。如果一旦將輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器2A中，控制單元7控制每個(gè)部分，并從第一級(jí)開(kāi)始操作。選擇器5切換連接，以從存儲(chǔ)了輸入數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器2A進(jìn)行讀出。圖7示出了從作為讀取對(duì)象的存儲(chǔ)器2A讀出數(shù)據(jù)并將其存儲(chǔ)在讀緩存器13中的工作流程圖。直到該過(guò)程開(kāi)始之后緊接著從存儲(chǔ)器2A讀出4個(gè)字的數(shù)據(jù)(16個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù))為止，還沒(méi)有像4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I執(zhí)行計(jì)算所要求的那樣準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)。因此，4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I不執(zhí)行計(jì)算，而是僅將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器3中。圖8至圖11中的每一幅示出了從存儲(chǔ)器2A讀出數(shù)據(jù)，將其存儲(chǔ)在讀緩存器3中，4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I進(jìn)行計(jì)算，以及將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器4中的工作流程圖。
從存儲(chǔ)器2A讀出前四個(gè)字的數(shù)據(jù)，即，x(0)至x(3)、x(16)至x(19)、x(32)至X (35)、以及X (48)至X (51)，并將其存儲(chǔ)在讀緩存器3中，然后，4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I以約定的次序執(zhí)行4點(diǎn)DFT計(jì)算(圖8)。然后，當(dāng)將來(lái)自4點(diǎn)DFT計(jì)算的計(jì)算結(jié)果，S卩，z(l，0)至z(l，3)，存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器4中時(shí)，從存儲(chǔ)器2A讀出后續(xù)4點(diǎn)DFT計(jì)算所需的每一個(gè)字的數(shù)據(jù)，并將其存儲(chǔ)在讀緩存器3中。在一個(gè)DFT計(jì)算過(guò)程中，從存儲(chǔ)器2A讀出至少一個(gè)字的數(shù)據(jù)(4個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù))，并將其存儲(chǔ)在讀緩存器3中。換言之，當(dāng)4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I正在處理前四個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)(x(0)、x(16)、x(32) X (48))時(shí)，讀緩存器3存儲(chǔ)來(lái)自存儲(chǔ)器2A的至少一個(gè)字的數(shù)據(jù)，即，x(4)至x(7)。此后，以相同的方式，按約定次序由執(zhí)行4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器4中，從存儲(chǔ)器2A讀出數(shù)據(jù)，以及將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器3中(圖9至圖 11)。圖12至圖15中的每一幅示出了從存儲(chǔ)器2A讀出數(shù)據(jù)，將其存儲(chǔ)在讀緩存器3中，4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器4中，以及將來(lái)自寫(xiě)緩存器4的 數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器2B的工作流程圖。在自該過(guò)程開(kāi)始起將N/4 = 16個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的結(jié)果存儲(chǔ)在寫(xiě)緩存器4中之后，將來(lái)自寫(xiě)緩存器4的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器2B。以約定次序?qū)?個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器2B的一個(gè)字中。在這種場(chǎng)合下，同時(shí)執(zhí)行4點(diǎn)DFT計(jì)算、從存儲(chǔ)器2A讀出數(shù)據(jù)、以及將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在讀緩存器3中。重復(fù)上述操作，直到4點(diǎn)DFT計(jì)算的數(shù)目達(dá)到N/4。圖16是在第一級(jí)的處理結(jié)束時(shí)，將來(lái)自寫(xiě)緩存器4的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器2B的工作流程圖。當(dāng)4點(diǎn)DFT計(jì)算的數(shù)目達(dá)到N/4時(shí)，寫(xiě)緩存4仍然具有為4個(gè)字保留的未寫(xiě)的數(shù)據(jù)(16個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù))，它們是還未寫(xiě)入存儲(chǔ)器2B的數(shù)據(jù)z (1，48)至z (1，60)。然后，按約定次序?qū)?shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器，第一級(jí)的過(guò)程結(jié)束(圖16)。對(duì)第二級(jí)到第P級(jí)重復(fù)上述操作，然后FFT操作結(jié)束。圖17是說(shuō)明在第二級(jí)中將數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器2A的示意圖。同時(shí)，圖18是說(shuō)明在第三級(jí)中將數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器2B的示意圖。在第二級(jí)和其后的級(jí)，選擇器5以從前一級(jí)存儲(chǔ)計(jì)算結(jié)果的存儲(chǔ)器2B和2A中的任何一級(jí)讀出數(shù)據(jù)的方式，在每級(jí)切換連接。然后，執(zhí)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器2A和2B中的另一個(gè)存儲(chǔ)器中。從而，在該情況下，在第二級(jí)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器2A，同時(shí)，在第三級(jí)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器3A。在第二級(jí)和其后續(xù)級(jí)中，如表達(dá)式8所示，將4點(diǎn)DFT的計(jì)算結(jié)果寫(xiě)入寫(xiě)緩存器4的方式與第一級(jí)寫(xiě)入的方式不同。同時(shí)，根據(jù)表達(dá)式3，存儲(chǔ)器2A和2B中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入地址具有N/4P_S+1的間隔。在本實(shí)例中，根據(jù)N = 64以及P = log464 = 3，地址(用于存儲(chǔ)一個(gè)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)的每個(gè)地址)的間隔在第二級(jí)和第三級(jí)中分別是‘4’和‘16’。順便指出，圖8至圖18中的‘z(S，4Xk+i)’表示4點(diǎn)DFT的第‘k’個(gè)輸出，其中，‘k’ = 0 至(N/4-1)，以及 ‘i’ = 0 至 3。在參考圖7至圖18的說(shuō)明中，雖然假設(shè)將作為處理對(duì)象的輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器2A中，即使將輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器2B中，也可以通過(guò)將計(jì)算結(jié)果寫(xiě)入存儲(chǔ)器2A而以相同方式執(zhí)行該過(guò)程。順便指出，在圖I所示的快速傅里葉變換電路中，當(dāng)將4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I的輸出寫(xiě)入寫(xiě)緩存器時(shí)，將旋轉(zhuǎn)因子產(chǎn)生單元6產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)因子與該輸出相乘。由于該操作在快速傅里葉變換領(lǐng)域中是不證自明的，在此省略對(duì)其的說(shuō)明。
(有益效果)在上述實(shí)施例中，引入了讀緩存器3和寫(xiě)緩存器4，并針對(duì)復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器2A和2B中的布置以及將來(lái)自4點(diǎn)DFT計(jì)算單元I的輸出數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器2A和2B而設(shè)計(jì)了多種方式。因而，即使在通過(guò)一個(gè)循環(huán)來(lái)執(zhí)行4點(diǎn)DFT的情況下，也不需要對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行不必要的分段。相應(yīng)地，不需要將任何解碼電路和測(cè)試電路添加到存儲(chǔ)器2A和2B，從而能夠減小電路規(guī)模。例如，如果將存儲(chǔ)器2A和2B各分段為4個(gè)部分，需要6個(gè)存儲(chǔ)器大小的解碼電路和測(cè)試電路。幸運(yùn)的是，根據(jù)本發(fā)明，可以尺寸縮小這些電路都的尺寸。此外，在降低了存儲(chǔ)器數(shù)目的同時(shí)，可以將在制造 LSI時(shí)物理布局中布線(xiàn)的數(shù)目降低至大致四分之一，從而使布局工作容易實(shí)現(xiàn)。從而可以減少空間(削減芯片成本)。(第二實(shí)施方式)圖19是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的快速傅里葉變換電路的方框圖。該實(shí)施例的基礎(chǔ)配置與第一實(shí)施例的基礎(chǔ)配置相同。與第一實(shí)施例僅有的區(qū)別在于，該實(shí)施例的配置能夠在數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’是B/2 = 2的冪，而非B = 4的冪(即，Iog2N是奇數(shù))時(shí)執(zhí)行快速傅里葉變換。圖19所示的快速傅里葉變換變換電路包括存儲(chǔ)器2A和2B、讀緩存器3、寫(xiě)緩存器4、選擇器5、旋轉(zhuǎn)因子產(chǎn)生單元6、2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元11、以及控制單元12。存儲(chǔ)器2A和2B、讀緩存器3、寫(xiě)緩存器4、選擇器5、和旋轉(zhuǎn)因子產(chǎn)生單元6與圖I所示的相同，在本實(shí)施例中省略對(duì)這些組件的說(shuō)明。2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元11可以通過(guò)一個(gè)循環(huán)執(zhí)行一個(gè)4點(diǎn)DFT計(jì)算，或兩個(gè)2點(diǎn)DFT計(jì)算。計(jì)算由控制器12控制。圖20是在圖19所示的快速傅里葉變換電路中由2點(diǎn)/4點(diǎn)DFT計(jì)算單元11進(jìn)行計(jì)算的配置實(shí)例的示意圖?？梢詫?shù)據(jù)的數(shù)目為‘N’的快速傅里葉變換拆分為一組‘P =log2(N/2)+l’次的DFT計(jì)算(級(jí))。在圖20所示的實(shí)例中，第一級(jí)包括兩個(gè)2點(diǎn)DFT計(jì)算。同時(shí)，第二級(jí)及其后續(xù)級(jí)各包括4點(diǎn)DFT計(jì)算。圖21是第一級(jí)的過(guò)程中要使用的2點(diǎn)DFT計(jì)算的配置的示意圖。在這種場(chǎng)合下，如下所述表達(dá)來(lái)自?xún)蓚€(gè)2點(diǎn)DFT計(jì)算的輸出數(shù)據(jù)X’(m)，其中，X’ (m)和x’ (m)是復(fù)數(shù)，‘ j’表示虛數(shù)單位。(表達(dá)式9)X，(0) = x，(0)+x，(I)X，(I) = x，(0)-x，(I)X，(2) = x，(2)_x，(3)X，(3) = x，(2)_x，(3)…(9)根據(jù)該配置，在‘P = logB/2 (N/2)+r的每一級(jí)，控制單元12以按地址的相繼次序排列數(shù)據(jù)的方式，將作為后續(xù)級(jí)中計(jì)算的目標(biāo)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器中，這樣，對(duì)于針對(duì)快速傅
里葉計(jì)算的相繼次序(即，k = 0，1，......，N/B-1)通過(guò)將數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’除以‘B’的值
所獲得的每個(gè)值，能夠以相同的地址從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)。具體地講，控制單元12在“m = 0，1，......，B-1”的條件下，利用一個(gè)值來(lái)指定
在執(zhí)行兩組B/2點(diǎn)離散傅里葉變換的級(jí)，用于將數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器2A和2B的寫(xiě)地址WA(S，
k，m)，該值是在“m = 0,1,......，B/2-1”的條件下將‘k’的兩倍和‘m’相加的結(jié)果，以及
該值是在“m = B/2,......，B-1”的條件下將‘N/2’、‘k’的兩倍、和相加的結(jié)果。此外，控制單元12利用和值來(lái)指定在執(zhí)行B點(diǎn)離散傅里葉變換的每個(gè)級(jí)，用于將數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器24和28的寫(xiě)地址胃4(5，k，m)，該和值是把通過(guò)將數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N，除以‘B’的值的‘P-S+1’次冪(其中，‘P-S’表示剩余的級(jí)的數(shù)目)而獲得的商與‘m’的乘積，和通過(guò)相繼次序編號(hào)‘k’的兩倍除以‘B’的值的‘S-1’次冪而獲得的商與‘B’值的‘S’次冪的一半值的乘積，以及將相繼次序編號(hào)‘k’除以‘B’值的‘S-1’次冪的一半值之后的余數(shù)相加的結(jié)果。同時(shí)，控制單元12利用和值來(lái)指定在所有‘P’個(gè)級(jí)中的每個(gè)級(jí)，用于從存儲(chǔ)器2B和2A讀取數(shù)據(jù)的讀地址RA (S，k，m)，該和值是把通過(guò)將數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’除以‘B’的值而獲得的商與‘m’的乘積和相繼次序編號(hào)‘K’相加的結(jié)果。在圖20所示配置的情況下，在第一級(jí)執(zhí)行兩組2點(diǎn)DFT計(jì)算。因此，與表達(dá)式3所描述的不同，利用下面給出的表達(dá)式來(lái)描述寫(xiě)地址。同時(shí)，讀地址與表達(dá)式4所描述的相同(表達(dá)式10)
權(quán)利要求
1.一種快速傅里葉變換電路,包括 計(jì)算單元，用于執(zhí)行以多個(gè)離散傅里葉變換作為組元的快速傅里葉計(jì)算； 存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)所述計(jì)算單元的輸入/輸出數(shù)據(jù)；以及 控制裝置，用于以如下方式控制將所述計(jì)算單元產(chǎn)生的計(jì)算結(jié)果寫(xiě)入存儲(chǔ)器對(duì)于所述計(jì)算單元針對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)所執(zhí)行的多級(jí)計(jì)算，使從所述存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)的相繼次序?qū)γ恳患?jí)變?yōu)橄嗤?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快速傅里葉變換電路， 其中，所述計(jì)算單元將具有基數(shù)‘B’的離散傅里葉變換作為組元，‘B’是大于或等于2的整數(shù)，以及 對(duì)于所述計(jì)算單元執(zhí)行的第‘P = logBN’級(jí)涉及數(shù)據(jù)的計(jì)算，其中數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’是基數(shù)‘B’的指數(shù)，所述控制裝置以按地址的相繼次序排列數(shù)據(jù)的方式，將作為后續(xù)級(jí)中計(jì)算的目標(biāo)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入所述存儲(chǔ)器，使得對(duì)于針對(duì)快速傅里葉計(jì)算的相繼次序，即，k = O，1，......，N/B-1，通過(guò)將數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’除以基數(shù)‘B’所獲得的每個(gè)值，以相同的地址從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速傅里葉變換電路， 其中，所述控制裝置在“m = O，1，......，B-1”的條件下，利用和值來(lái)指定在每個(gè)第S級(jí)，S= 1，2，......，P，用于將數(shù)據(jù)寫(xiě)入所述存儲(chǔ)器的寫(xiě)地址WA (S，k，m)，所述和值是把通過(guò)將數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’除以基數(shù)‘B’的值的‘P-S+1’次冪所獲得的商與‘m’的乘積、通過(guò)將相繼次序編號(hào)‘k’除以基數(shù)B的值的‘S-1’次冪所獲得的商與基數(shù)B的值的‘S’次冪的乘積、以及將相繼次序編號(hào)‘k’除以基數(shù)B的值的‘S-1’次冪之后的余數(shù)相加的結(jié)果，其中，‘P-S’表示剩余的級(jí)的數(shù)目；以及 此外，所述控制裝置利用和值指定在每個(gè)第S級(jí)，S = 1，2，......，P，用于從存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)的讀地址RA(S，k，m)，所述和值是把通過(guò)將數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’除以基數(shù)B而獲得的商與‘m’的乘積和相繼次序編號(hào)‘K’相加的結(jié)果。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的快速傅里葉變換電路， 其中，所述計(jì)算單元具有用于通過(guò)I個(gè)循環(huán)以等于或大于4的‘B’點(diǎn)和‘B/2’點(diǎn)的倍數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行至少一個(gè)離散傅里葉變換的配置，其中數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’是‘B/2’的冪而不是‘B’的冪，將所述計(jì)算單元的計(jì)算拆分為用于以‘B/2’執(zhí)行兩個(gè)離散傅里葉變換的一個(gè)級(jí)，以及用于以‘B’執(zhí)行離散傅里葉變換的‘logB(N/2)’級(jí)；以及 在所述一個(gè)級(jí)和所述‘logB(N/2)’級(jí)中的每一級(jí)，所述控制裝置以按地址的相繼次序排列數(shù)據(jù)的方式，將作為后續(xù)級(jí)中計(jì)算的目標(biāo)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器中，使得對(duì)于針對(duì)快速傅里葉計(jì)算的相繼次序，即，k = O，1，......，N/B-1，通過(guò)將數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’除以‘B’的值所獲得的每個(gè)值，能夠以相同的地址從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速傅里葉變換電路， 其中，所述控制裝置在“m = 0,1,......，B-1”的條件下，利用一個(gè)值來(lái)指定在所述一級(jí)，用于將數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器的寫(xiě)地址WA (S，k，m)，該值是在“m = 0,1,......，B/2-1”的條件下將‘k’的兩倍和‘m’相加的結(jié)果，以及該值是在‘m = B/2,......，B_l”的條件下將‘N/2’、‘k’的兩倍、和‘m-B/2’相加的結(jié)果；以及 所述控制裝置利用和值來(lái)指定在每個(gè)所述‘logB(N/2)’級(jí)，用于將數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器的寫(xiě)地址WA(S，k，m)，該和值是把通過(guò)將數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’除以‘B’的值的‘P-S+1’次冪而獲得的商與‘m’的乘積、通過(guò)將相繼次序編號(hào)‘k’的兩倍除以‘B’的值的‘S-1’次冪而獲得的商與‘B’值的‘S’次冪的一半值的乘積、以及將相繼次序編號(hào)‘k’除以‘B’的值的‘S-1’次冪的一半值之后的余數(shù)相加的結(jié)果，其中，‘P-S’表示剩余的級(jí)的數(shù)目；以及 此外，所述控制裝置利用和值來(lái)指定在所述一個(gè)級(jí)和所述‘logB(N/2)’級(jí)中的每個(gè)級(jí)，用于從存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)的讀地址RA (S，k，m)，該和值是把通過(guò)將數(shù)據(jù)的數(shù)目‘N’除以‘B’的值而獲得的商與‘m’的乘積和相繼次序編號(hào)‘k’相加的結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至權(quán)利要求5中的任一項(xiàng)所述的快速傅里葉變換電路， 還包括讀緩存器，用于存儲(chǔ)從存儲(chǔ)器讀出的數(shù)據(jù)，和向所述計(jì)算單元輸出數(shù)據(jù)；以及 寫(xiě)緩存器，用于存儲(chǔ)所述計(jì)算單元產(chǎn)生的計(jì)算結(jié)果，和將計(jì)算結(jié)果寫(xiě)入存儲(chǔ)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快速傅里葉變換電路， 其中，通過(guò)所述讀緩存器和所述寫(xiě)緩存器進(jìn)行的一個(gè)循環(huán)的數(shù)據(jù)傳送來(lái)執(zhí)行作為所述計(jì)算單元的組元的多個(gè)離散傅里葉變換。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至權(quán)利要求5中的任一項(xiàng)所述的快速傅里葉變換電路，其中，‘B’的值是4。
全文摘要
公開(kāi)了一個(gè)能夠?qū)υ诳焖俑道锶~變換計(jì)算的各個(gè)級(jí)中處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行高速讀和寫(xiě)，而無(wú)需對(duì)存儲(chǔ)器分段的快速傅里葉變換電路。該電路設(shè)置有計(jì)算單元(1)，執(zhí)行以數(shù)字傅里葉變換作為組元的快速傅里葉計(jì)算；存儲(chǔ)器(2A、2B)，用于存儲(chǔ)計(jì)算單元(1)的輸入/輸出數(shù)據(jù)；以及裝置(7)，用于控制將來(lái)自計(jì)算單元(1)的計(jì)算結(jié)果寫(xiě)到存儲(chǔ)器(2A、2B)，以使得在對(duì)計(jì)算單元(1)正在處理的數(shù)據(jù)執(zhí)行的多級(jí)計(jì)算中的每個(gè)級(jí)，從存儲(chǔ)器(2A、2B)讀取數(shù)據(jù)的次序是相同的。
文檔編號(hào)G06F17/14GK102763101SQ201180009769
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月16日
發(fā)明者橋本剛 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社, 株式會(huì)社Ntt都科摩