FFT HDL Optimized
Вычисляет быстрое преобразование Фурье (FFT) и генерирует оптимизированный HDL-код
- Библиотека:
Поддержка HDL DSP System Toolbox / преобразовывает
Описание
Блок FFT HDL Optimized обеспечивает две архитектуры, которые реализуют алгоритм для приложения ASIC и FPGA. Можно выбрать архитектуру, которая оптимизирует или для пропускной способности или для области.
Streaming Radix 2^2— Используйте эту архитектуру для высокопроизводительных приложений. Эта архитектура поддерживает скалярные или векторные входные данные. Можно достигнуть пропускной способности выборки гига сэмплов в секунду (GSPS) с помощью векторного входа.Burst Radix 2— Используйте эту архитектуру для минимизации ресурса размещения, особенно с большеразмерным быстрым преобразованием Фурье (FFT). Ваша система должна смочь допустить принятие пульсирующих данных. Эта архитектура поддерживает только скалярные входные данные.
Блок FFT HDL Optimized заменяет блок HDL Streaming FFT и блок HDL Minimum Resource FFT. Блок FFT HDL Optimized принимает действительные или комплексные данные, обеспечивает благоприятные для оборудования управляющие сигналы и дополнительные выходные сигналы управления кадром.
Порты
Входной параметр
Вывод
Параметры
Примеры модели
Алгоритмы
Потоковая передача основания 2^2
Основание потоковой передачи 2^2 архитектура реализует архитектуру низкой задержки. Это сохраняет ресурсы по сравнению с Основанием потоковой передачи 2 реализации путем факторинга и группировки уравнения FFT. Архитектура имеет log4 (N) этапы. Каждый этап содержит двух бабочек обратной связи задержки одно пути (SDF) с контроллерами памяти. Когда вы используете векторный вход, каждый этап работает с меньшим количеством входных выборок, таким образом, некоторые этапы уменьшают до простой бабочки без SDF.
Первый этап SDF является обычной бабочкой. Второй этап умножает выходные параметры первой стадии –j. Чтобы избежать аппаратного множителя, блок подкачивает действительные и мнимые части входных параметров, и снова подкачивает мнимые части получившихся выходных параметров. Каждый этап округляет результат вертеть факторного умножения к входному размеру слова. Вертеть факторы имеют два целочисленных бита, и остальная часть битов используется для дробных битов. Вертеть факторы имеют ту же битную ширину как входные данные, WL. Вертеть факторы имеют два целочисленных бита и WL-2 дробных бита.
Если вы позволяете масштабироваться, алгоритм делит результат каждого этапа бабочки 2. Масштабирование на каждом этапе избегает переполнения, сохраняет размер слова тем же самым как вход и приводит к полному масштабному коэффициенту 1/N. Если масштабирование отключено, алгоритм избегает переполнения путем увеличения размера слова на 1 бит на каждом этапе. Схема показывает бабочек и внутренние размеры слова каждого этапа, не включая память.
Разорвите основание 2
Пакетное Основание 2 реализации архитектуры БПФ при помощи одного комплексного множителя бабочки. Алгоритм не может запуститься, пока он не сохранил целый входной кадр, и он не может принять следующую систему координат, пока расчеты не завершены. Порт выхода ready указывает, когда алгоритм готов к новым данным. Схема показывает пакетную архитектуру с конвейерными регистрами.
Управляющие сигналы
Входные данные процессов алгоритма только, когда порт входа valid равняется 1. Выходные данные допустимы только, когда порт выхода valid равняется 1.
Когда дополнительный порт входа reset равняется 1, алгоритм останавливает текущее вычисление и очищает все внутренние состояния. Алгоритм начинает новые вычисления, когда порт reset 0, и порт входа valid запускает новую систему координат.
Эта схема показывает значения порта valid ввода и вывода для непрерывных скалярных входных данных, передавая Основание потоком 2^2 архитектура, длина БПФ 1 024 и размер вектора 16.
Схема также показывает дополнительные значения порта start и end, которые указывают на контуры системы координат. Если вы включаете порт start, импульсы значения порта start для одного цикла с первым допустимым выходом системы координат. Если вы включаете порт end, импульсы значения порта start для одного цикла с последним допустимым выходом системы координат.
Если вы примените непрерывные входные кадры, выход также будет непрерывен после начальной задержки.
Порт входа valid может быть, состоящим из нескольких несмежных участков. Данные, сопровождаемые портом входа valid, обрабатываются, когда они прибывают, и получившиеся данные хранятся, пока система координат не заполнена. Затем алгоритм возвращает непрерывные выходные выборки в системе координат N (FFT length) циклы. Эта схема показывает вход, состоящий из нескольких несмежных участков, и непрерывный выход для длины БПФ 512 и размера вектора 16.
Когда вы используете пакетную архитектуру, вы не можете обеспечить следующую систему координат входных данных, пока пространство памяти не доступно. Порт ready указывает, когда алгоритм может принять новые входные данные.
Задержка
Задержка меняется в зависимости от FFT length и размера входного вектора. После того, как вы обновите модель, значок блока отображает задержку. Отображенная задержка является количеством циклов между первым допустимым входом и первым допустимым выходом, принимая, что вход непрерывен. Чтобы получить эту задержку программно, смотрите, что Автоматическая Задержка Совпадает для Задержки HDL БПФ с Оптимизированным Блоком.
При использовании пакетной архитектуры с непрерывным входом, если ваш проект ожидает ready к выходу 0 перед de-утверждением вход valid затем один дополнительный цикл данных прибывает во вход. Эта выборка данных является первой выборкой следующей системы координат. Алгоритм может сохранить одну выборку при обработке текущего кадра. Из-за этого демонстрационного усовершенствования, наблюдаемая задержка более поздних систем координат (от входа valid до выхода valid) является одним циклом короче, чем задержка, о которой сообщают. Задержка измеряется от первого цикла, когда вход valid 1 к первому циклу, когда выход valid равняется 1. Количество циклов между тем, когда порт ready 0 и порт выхода valid, равняется 1, всегда latency – FFTLength.
Ссылки
[1] Algnabi, Y.S, Ф.А. Олдээми, Р. Теимоерзэдех, М. Осман и M.S. Ислам. “Новая архитектура конвейерного Основания 2^2 БПФ SDF На основе нарезающего цифру метода”. 10-я IEEE International Conference on Semiconductor Electronics (ICSE). 2012, стр 470–474.