高速64点FFT芯片设计技术
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超高速全并行快速傅里叶变换器陈杰男;费超;袁建生;曾维棋;卢浩;胡剑浩【摘要】设计和实现超高速快速傅里叶变换器(FFT)在雷达与未来无线通信等系统中具有重要意义。
该文提出首个全并行架构的FFT处理器,其避免了复杂的路由寻址以及数据访问冲突等问题,基于较大基进行分解降低运算复杂度。
由于旋转因子已知和固定,大量的乘法转化为了定系数乘法。
同时由于采用了串行的计算单元,在达到全并行结构的高速度同时硬件复杂度相对较低;所有的硬件计算单元处于满载的条件,其硬件效率能达到100%。
根据实际的实现结果,所提出的512点FFT处理器结构能够达到5.97倍速度面积比的提升,同时硬件开销仅占用了Xilinx V7-980t FPGA 30%的查找表资源与9%的寄存器资源。
%The design and implementation of ultra-high-speed FFT processor is imperative in radar system and prospective wireless communication system. In this paper, the fully-parallel-architecture FFT with bit-serial arithmetic is proposed. This method avoids the complexity of data addressing, access and routing. Based on the high-radix factorization, the multiplication number can be reduced. Out of the reason that twiddle factors are fixed in the design, constant coefficient optimization can be used in multiplications. Besides,bit-serial arithmetic cuts down the hardware cost, and makes the computation elements full-load to get a 100% efficiency. As a result, the presented 512-point FFT processer has 5.97 times gain in speed-throughput ratio while its hardware only accounts for 30% LUTs and9%registers resource based on Xilinx V7-980t FPGA.【期刊名称】《电子与信息学报》【年(卷),期】2016(038)009【总页数】5页(P2410-2414)【关键词】快速傅里叶变换;全并行;比特串行计算;常系数乘法【作者】陈杰男;费超;袁建生;曾维棋;卢浩;胡剑浩【作者单位】电子科技大学通信抗干扰国家级重点实验室成都 611731;电子科技大学通信抗干扰国家级重点实验室成都 611731;电子科技大学通信抗干扰国家级重点实验室成都 611731;电子科技大学通信抗干扰国家级重点实验室成都611731;电子科技大学通信抗干扰国家级重点实验室成都 611731;电子科技大学通信抗干扰国家级重点实验室成都 611731【正文语种】中文【中图分类】TN471 引言FFT(Fast Fourier Transform)作为技术核心之一广泛应用于雷达以及无线通信领域。
- 1 -第一顺序键合引脚失效分析及键合可靠性提高丁荣峥,杨 兵,任春岭,唐桃扣(无锡中微高科电子有限公司,江苏 无锡 214035)摘 要:文章分析了一例采用金丝热超声键合电路在工艺监控过程中的键合强度检测合格,在高温稳定性烘焙后其引线抗拉强度同样符合MIL-STD-883G 方法2011.7的要求,但电路在使用中出现第一顺序键合引脚开路现象。
经分析是由于芯片键合区(压点)的材料、结构、键合工艺参数处于工艺下界,以及此类缺陷不能通过键合引线抗拉强度在线监测(包括125℃下的24h 高温贮存后的检测)检测出而导致。
最后针对缺陷所在,通过改进检测方法、键合工艺设置等消除了键合缺陷,并提高了键合可靠性。
关键词:键合强度;脱键失效;第一顺序键合引脚;可靠性中图分类号:TN305.94 文献标识码:A 文章编号:1681-1070(2008)05-0001-04Failure Analysis of the First Wire’s Bond and Improvement of its’ Bonding ReliabilityDING Rong-zheng ,YANG Bing ,REN Chun-ling, TANG Tao-kou (Wuxi Zhongwei High-tech Electronics Co ., Ltd ., Wuxi 214035, China )Abstract:During the bonding process of Au wire thermosonic bonding, the result of the bond strength was according with the technology require. The minimum bond strength was in accordance with the MIL-STD-883G Method 2011.7 after high temperature stability baking. But the first wire’s bond peeled when the circuit was in using. This phenomenon is analyzed in this article, the reason is that the die bond area (PAD ) material,structure and bonding technology parameters were out of the technological limits. And the defect could not be detected during the test of the bonding wire tensile strength (including the test after stored in the condition of 125℃ and 24 h ). Finally, bonding defect was avoided by improving on the test method and bonding technological parameters, and the bonding reliability is improved.Key words: bond strength; failure for bonding interface; the first wire’s bond; reliability收稿日期:2008-02-29封 装 、 组 装 与 测 试1 概述某型号电路在封装过程中和封装后的评价中未发现任何异常,但电路在使用中出现个别电路开路失效,其表现为电路的第一顺序键合引脚有键合互连开路。
电路笔记CN-0105连接/参考器件利用ADI公司产品进行电路设计AD762616位、10 MSPS PulSAR差分ADC 放心运用这些配套产品迅速完成设计。
ADA4932-1低功耗差分ADC驱动器欲获得更多信息和技术支持,请拨打4006-100-006或访问/zh/circuits。
2.7 V、800 µA、80 MHz轨到轨输入/输出放大器AD803116位10 MSPS ADC AD7626的单端转差分高速驱动电路电路功能与优势图1所示电路可将高频单端输入信号转换为平衡差分信号,用于驱动16位10 MSPS PulSAR® ADC AD7626。
该电路采用低功耗差分放大器ADA4932-1来驱动ADC,最大限度提升AD7626的高频输入信号音性能。
此器件组合的真正优势在于低功耗、高性能。
ADA4932-1具有低失真(10 MHz时100 dB SFDR)、快速建立时间(9 ns达到0.1%)、高带宽(560 MHz,-3 dB,G = 1)和低电流(9.6 mA)等特性,是驱动AD7626的理想选择。
它还能轻松设定所需的输出共模电压。
该组合提供了业界先进的动态性能并减小了电路板面积:AD7626采用5 mm × 5mm、32引脚LFCSP封装,ADA4932 -1采用3mm× 3mm、16引脚LFCSP封装),AD8031采用5引脚SOT23封装。
AD7626具有突破业界标准的动态性能,在10 MSPS下信噪比为91.5 dB,实现16位INL性能,无延迟,LVDS接口,功耗仅有136 mW。
AD7626使用SAR架构,主要特性是能够以10 MSPS无延迟采样,不会发生流水线式ADC常有的“流水线延迟”,同时具备出色的线性度。
图1. ADA4932-1驱动AD7626(未显示去耦和所有连接)Rev.0“Circuits from the Lab” from Analog Devices have been designed and built by Analog Devicesengineers. Standard engineering practices have been employed in the design and constructionof each circuit, and their function and performance have been tested and verified in a labenvironment at room temperature. However, you are solely responsible for testing the circuitand determining its suitability and applicability for your use and application. Accordingly, inno event shall Analog Devices be liable for direct, indirect, special, incidental, consequential orOne Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.Tel: Fax: 781.461.3113©2010 Analog Devices, Inc. All rights reserved.CN-0105电路笔记电路描述ADA4932-1差分驱动器的增益配置约为1(单端输入至差分输出)。
高速光纤通信系统的仿真1OFDM调制调解技术的仿真分析1、1高速CO-OFDM通信系统设计方案本论文中,采用了CO-OFDM通信系统的设计方案,基本组成部分为数字信号处理模块、数模转换器、光信号调制模块、接收与解调模块、同步定时等。
其中在整个系统的发射端和接收端都含有数字信号处理模块。
高速光纤CO-OFDM通信系统的基本流程图如下图1所示。
1、2高速CO-OFDM通信仿真设计高速光线调制调解仿真需要注意三个方面的仿真设计,即有限字长仿真、定时同步仿真以及有限字场效应和定时同步联合仿真。
基于CP的定时同步算法的主要任务包含对数据帧的帧头确定,在一定的数据长度内,相关系数数据组按照一定的规律变化,当相邻的两个数据帧黑色部分重合逐渐增大增多的时候,知道窗口与黑色CP完全重合的时候,得到一个最大的相关系数。
一般根据相关系数的最大值来确定帧头的位置。
2OFDM调制调解技术的实现CO-OFDM高速光纤通信系统实际上主要分为两个处理计算部分,一部分是电信号域的数值处理,另一部分则为光信号域的信号处理和传输。
本设计中,最为核心的实现模块是基于FPGA的功能平台的IFFT-FFT运算模块。
该运算模块主要数字信号处理的实现,是系统的性能体现的关键所在。
以下简要介绍64点IFFT-FFT运算核的实现。
整个64点IFFT运算过程可以按频率抽取分成4组,每一组为16点,然后将这4组数据中对应位置的4点进行4点IFFT运算完成第一级变换。
完成一组运算后,将结果乘以对应的旋转因子,然后进行16点IFFT变换。
依次类推,在进行16点IFFT运算时,我们采用相类似的处理方法,变为两级4点IFFT运算。
因此,64点IFFT运算共需进行三级4点IFFT运算,且每一级运算之间数据信号要与其对应的旋转因子进行一次复乘运算。
采用64点的IFFT运算能够有效减少整个运算模块中采用复数乘法的次数,降低运算模块的复杂度,节省大量的逻辑单元。
3结语在现代社会,人们生活对于通信技术的要求不断提高,光纤通信系统以其长距离传输、大容量数据为主要优势必然会在未来社会中成为新的研究热点。
fpga 65536点复数fft 存储量计算FPGA(现场可编程门阵列)是一种用于实现数字逻辑和算法的可编程硬件。
它具有高度的并行处理能力和灵活性,因此在信号处理领域中广泛应用。
其中,一种重要的应用是进行快速傅里叶变换(FFT)计算,用于频谱分析、滤波、图像处理等。
复数FFT是指对复数序列进行FFT计算,其中每个点都由实部和虚部组成。
在这里,我们假设FPGA需要对65536点的复数序列进行FFT计算,并计算其存储量。
完成该计算所需的存储量可以从以下几个方面考虑:1.输入数据存储:FFT计算需要输入复数序列作为原始数据。
每个复数由实部和虚部共同组成,通常采用浮点数格式表示。
对于65536个点的复数序列,每个点需要占用32位的存储空间(即4字节),因此输入数据的总存储量为65536 × 4 = 262,144字节。
2.中间计算结果存储:在FFT计算中,需要进行多次复数加法、乘法和旋转运算。
为了保存每个中间结果,需要分配存储空间。
令n 表示FFT的点数(本例中n = 65536),那么中间计算结果需要n个复数的存储空间。
根据浮点数格式,每个复数需要4字节的存储空间,因此中间计算结果的总存储量为65536 × 4 = 262,144字节。
3.输出结果存储:FFT计算的结果是一个65536点的复数序列,每个点都由实部和虚部组成。
同样,根据浮点数格式,每个复数需要4字节的存储空间。
因此输出结果的总存储量为65536 × 4 = 262,144字节。
总的存储量=输入数据存储+中间计算结果存储+输出结果存储= 262,144字节+ 262,144字节+ 262,144字节= 786,432字节因此,在进行65536点的复数FFT计算时,所需的存储量为786,432字节。
需要注意的是,上述计算仅考虑了存储空间的量化方面,对其它存储开销(如指令存储、处理器内存等)未进行考虑。
此外,存储量还与所选用的FPGA器件的特性和存储方式有关,不同FPGA器件可能存在差异。
基于FPGA的FFT处理器的研究与设计王全州;裴东;杨志民;杨硕;陶中幸【期刊名称】《西北师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2008(044)005【摘要】提出了一种基于FPGA的64点定点快速傅立叶变换(FFT)的实现方案,并采用EP2C70型号的FPGA实现了处理器.该处理器采用按时间抽取的基 2算法和6级流水线结构,每级将乘法器的旋转因子输入端固定为常数而不是作为变量从ROM中读取,流水寄存中间数据结果.采用Verilog语言在RTL级上进行了编程实现,并进行了逻辑综合、时序仿真和硬件测试.硬件测试结果与Matlab计算结果吻合得较好,证明了方案设计和程序的正确性.该处理器具有运算速度快、精度高等优点,适合于高速信号处理的应用场合.【总页数】5页(P38-42)【作者】王全州;裴东;杨志民;杨硕;陶中幸【作者单位】西北师范大学,物理与电子工程学院,甘肃,兰州,730070;西北师范大学,物理与电子工程学院,甘肃,兰州,730070;西北师范大学,物理与电子工程学院,甘肃,兰州,730070;西北师范大学,物理与电子工程学院,甘肃,兰州,730070;西北师范大学,物理与电子工程学院,甘肃,兰州,730070【正文语种】中文【中图分类】TP331.1;TN431.2【相关文献】1.基于FPGA的可配置FFT处理器 [J], 何健标2.基于FPGA的FFT处理器研究与设计 [J], 杨军;郭跃东;蒋慕蓉3.基于FPGA的FFT处理器的研究与设计 [J], 王东光;王勇4.基于FPGA架构的可变点FFT处理器设计与实现 [J], 才华;陈广秋;刘广文;耿振野;杜兆圣5.基于FPGA的快速傅里叶变换FFT处理器设计 [J], 刘剑丽; 胡勤; 黄山; 刘欣雨因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
调用DSP库函数实现FFT的运算通信与信息工程学院2022/2022学年第一学期软件设计实验报告模块名称调用DSP库函数实现FFT的运算专业通信工程学生班级学生学号学生姓名指导教师设计题目任务要求利用CCS库函数CFFT对in(40某PI某t)进行64点的FFT运算,要求回显结果图形并对其进行分析。
实验设备及软件硬件:计算机软件:WINDOWS操作系统、CCS软件和MATLAB(含SIMULINK工具包)软件。
同组人员学号及姓名李荣张宸参考文献报告内容一、实验目的(1)了解FFT的原理;(2)了解在DSP中FFT的设计及编程方法;(3)了解在DSP中CFFT的设计及编程方法;(4)熟悉对FFT的调试方法;(5)了解用窗函数法设计FFT快速傅里叶的原理和方法;(6)熟悉FFT快速傅里叶特性;(7)了解各种窗函数对快速傅里叶特性的影响。
二、实验原理km,m0,1,,N1某[m]某[k]WNk0N1某[k]NN1某[m]WNkm,k0,1,,N1m0如果利用上式直接计算DFT,对于每一个固定的m,需要计算N次复数乘法,N-1次加法,对于N个不同的m,共需计算N的2次方复数乘法,N某(N-1)次复数加法.显然,随着N的增加,运算量将急剧增加,快速傅里叶算法有效提高计算速度,利用FFT算法只需(N/2)logN次运算。
FFT并不是一种新的变换,它是离散傅立叶变换(DFT)的一种快速算法。
由于我们在计算DFT时一次复数乘法需用四次实数乘法和二次实数加法;一次复数加法则需二次实数加法。
每运算一个某(k)需要4N次复数乘法及2N+2(N-1)=2(2N-1)次实数加法。
所以整个DFT运算总共需要4N^2次实数乘法和N某2(2N-1)=2N(2N-1)次实数加法。
如此一来,计算时乘法次数和加法次数都是和N^2成正比的,当N很大时,运算量是可观的,因而需要改进对DFT 的算法减少运算速度。
根据傅立叶变换的对称性和周期性,我们可以将DFT运算中有些项合并。
基于DSP的大点数FFT算法实现作者:王济来源:《中国科技博览》2013年第25期[摘要]大点数快速傅里叶变换(FFT)运算在通信信号处理中有广泛应用。
采用二维处理方式,将大点数的FFT拆分成两个小点数的FFT。
在C6455高速DSP芯片上应用此算法实现了最高1M点的复FFT运算。
应用此算法执行1M点复FFT运算只需要76ms。
工程应用实际表明,该实现方法具有运行速度快、调试方便及易于实现的优点。
[关键词]DSP FFT 增强型直接存储器存取中图分类号:TN144 文献标识码:TN 文章编号:1009―914X(2013)25―0363―01引言快速傅里叶变换(FFT)作为数字信号处理必不可少的手段之一,已广泛应用于雷达、通信信号侦察等诸多领域[1]。
而随着信号处理技术的不断发展,对FFT点数的需求也越来越大。
在实际的工程实现中,信号处理的复杂运算一般采用数字信号处理器(DSP)来实现,而由于DSP片内存储器的大小及其函数库的限制,直接调用函数库所能实现的FFT点数一般在64K以下。
如果要在DSP上实现较大点数FFT,需要在算法、存储器使用及运行速度等方面进行全面考虑。
1.算法原理设x(n)为N点有限长序列,其离散傅里叶变换(DFT)[2]为:(1)式中称为旋转因子;k= 0,1,...,N-1。
假设N为一复合数,N=R×C,则可以将n,k用下面的公式表示:(2)将n,k代入(1)式,得到:(3)由上式(3)可以看出,方括号中的项是C点的FFT变换,一共R个。
最外层的项是R点的FFT变换,一共C个。
这样就将一维FFT转换为二维FFT运算。
其数据处理过程为:a)数据重排,将N点数据排成C×R点矩阵格式。
b)对表中的数据按列读出,对每一列数据分别进行一维的C点的FFT运算,共R个FFT,运算结果再分别保存到各列中。
c)对步骤b)的输出结果按行读出,乘以旋转因子后,再分别进行M点的FFT运算,即C个R点的FFT运算,运算结果保存到各行中。