一种高速2-D滑动FFT的设计实现

作者：许丁鸿; 张多利; 陶相颖; 韩帅鹏; 宋宇鲲

来源：合肥工业大学学报(自然科学版), 2023, 46(07): 912-918.

DOI：10.3969/j.issn.1003-5060.2023.07.008

• 快速傅里叶变换(FFT)
• 滑动FFT
• 2-D FFT算法
• 高基Booth编码

文章介绍了采用2-D快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)算法的滑动窗FFT的基本特性原理和硬件实现过程，完成了窗长256点、步长16点的2-D滑动窗FFT的专用集成电路(application specific integrated circuit, ASIC)设计。传统FFT算法受序列完整性的制约，时滞较大，无法满足某些高实时性信号分析领域的处理速度要求。该文采用滑动FFT算法，克服了传统FFT对序列完整性的依赖，设计的滑动FFT处理器使用2-D FFT压缩新序列计算时间，以基16蝶形运算器为核心，采用系数复用和高基Booth方法优化系数编码技术压缩乘法器的数量，减少电路面积。所设计的2-D滑动FFT完成单次滑动窗长的计算时间比传统算法节约了16.1%,变换结果与MATLAB的运算结果相比，信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)大于130 dB。在TSMC 28 nm的工艺下，工作主频为600 MHz,面积为1 980μm×2 060μm。

• 单位
  合肥工业大学