基于FPGA的可配置FFT IP核实现研究

摘要 针对FFT算法基于FPGA实现可配置的IP核。采用基于流水线结构和快速并行算法实现了蝶形运算和4k点FFT的输入点数、数据位宽、分解基自由配置。使用Verilog语言编写，利用ModelSim仿真，由ISE综合并下载，在Xilinx公司的Virtex-5 xc5vfx70t器件上以200 MHz的时钟实现验证，运算结果与其他设计的运算效率对比有一定优势。

在现代声纳、雷达、通信、图像处理等领域中，数字信号处理系统经常要进行高速、高精度的FFF运算。现场可编程逻辑阵列(FPGA)是一种可定制集成电路，具有面向数字信号处理算法的物理结构。用FPGA实现FFT处理器具有硬件系统简单、功耗低的优点，同时具有开发时间较短、成本较低的优势。基于FPGA实现的数字信号处理系统具有较高的实时性和嵌入性，并能方便地实现系统集成与功能扩展。基于FPGA的硬件实现FFT通常有两种方法：(1)并行方法，其采用多个蝶形处理器并行运算，能对较高的数据采样率进行运算，但其硬件规模较大，当在FPGA上要实现较大点数的FFT时较为困难。(2)串行方法，采用一个蝶形处理器完成运算，使用的逻辑资源较少，但运算速度较慢。本文在串行方法的基础上实现了一种在FPGA上实现的可配置FFT IP核，具有输入点数可配置(实现0～4 096点自由配置)、数据位宽可配置、分解基可配置的特性。