[发明专利]一种点数可变的混合基 FFT/IFFT实现装置及其方法

权利要求书

1.一种点数可变的混合基FFT/IFFT实现装置，其特征在于，包括模块：输入数据变换模块、存储模块A、数据选择器、蝶形运算模块、溢出检测模块、存储模块B、移位模块、输出数据变换模块以及控制模块，输入数据变换模块与存储模块A、数据选择器、蝶形运算模块、溢出检测模块、存储模块B、移位模块依次连接，存储模块B与输出数据变换模块相连，移位模块与数据选择器相连；在控制模块控制下，根据本次运算为FFT或IFFT，将串行输入数据经过实部虚部变换后存储到存储模块A，然后控制模块控制存储模块A中所有数据完成第一级蝶形运算，蝶形运算结果经过溢出检测模块完成溢出检测，同时将蝶形运算结果存入存储模块B；当存储模块A中所有数据均完成了第一级蝶形运算后，控制模块向外给出存储模块A空闲可用的标志信号，预示着下一次运算数据可以输入，同时控制模块控制移位模块、存储模块B、蝶形运算模块以及溢出检测模块完成接下来的所有蝶形运算；当所有蝶形运算全部完成之后，控制模块控制存储模块B、输出数据变换模块，根据本次运算为FFT或IFFT，将存储模块B中的数据串行读出进行实部虚部变换，然后经过移位得到最终的块浮点运算结果，当存储模块B中数据全部输出后，输出数据变换模块向控制模块给出存储模块B空闲可用标志信号，新一次FFT/IFFT运算开始进行。

2.根据权利要求1所述的一种点数可变的混合基FFT/IFFT实现装置，其特征在于，所述的蝶形运算模块包括相连接的旋转因子存储模块、乘法器模块和加法器模块。

3.一种使用如权利要求1所述装置的点数可变的混合基FFT/IFFT实现方法，其特征在于包括如下步骤：

1)根据本次运算为FFT或者IFFT，在控制模块的控制下，将串行输入数据经过实部虚部变换后按照分块倒序方式存入存储模块A；

2)串行输入数据经过实部虚部变换并全部写入存储模块A后，控制模块控制存储模块A、蝶形运算模块、和溢出检测模块，从存储模块A中读取四个数据完成一次基-4蝶形运算；对蝶形运算结果数据做溢出检测后，按原址存储到存储模块B中，当存储模块A中的所有数据均完成第一级蝶形运算，控制模块向外给出信号，下一次FFT或者IFFT运算的数据流进入存储模块A；

3)将FFT或者IFFT运算的点数记为N，且N＝2^L，L为大于或等于3的正整数：若L为偶数，则蝶形运算级数为L/2；若L为奇数，则蝶形运算级数为(L+1)/2，在控制模块的控制下，L为偶数情况下的第二级到第L/2级或者L为奇数情况下的第二级到第(L-1)/2级的每一次蝶形运算均从存储模块B中读取四个数据，经过移位模块移位之后完成一次基-4蝶形运算，结果经过溢出检测后按原址存入存储模块B；当L为奇数时，第(L+1)/2级蝶形运算按照每次从存储模块B中读取两个数据，在控制模块下进行基-2蝶形运算，结果经过溢出检测后按原址存入存储模块B中；

4)所有蝶形运算完成之后，在控制模块控制下，根据本次运算为FFT或者IFFT，将存储模块B中的数据串行读出，经过移位和实部虚部变换后得到输入数据的FFT或者IFFT块浮点运算结果，将该结果与最后输出的块浮点指数组合即为实际FFT或者IFFT结果。

4.根据权利要求3所述的一种点数可变的混合基FFT/IFFT实现方法，其特征在于，所述的根据本次运算为FFT或者IFFT，在控制模块的控制下，将串行输入数据经过实部虚部变换后按照分块倒序方式存入存储模块A的步骤包括：

1)FFT/IFFT变换的输入数据为复数，点数为N，N＝2^L，L为大于或等于3的正整数，若输入数据要求进行FFT运算，则输入复数数据不需做处理；若输入数据要求进行IFFT运算，则输入复数数据实部不变，虚部取反；

2)存储模块A包括四个大小相同的子存储模块，分别为A1、A2、A3、A4，每个子存储模块的大小为2×b×N/4比特，b为输入复数的实部或者虚部的位宽比特数，串行输入的N点处理后数据为x(n)，其中n＝0，1，2，……，N-1，将x(0)～x(N/4-1)、x(N/4)～x(2N/4-1)、x(2N/4)～x(3N/4-1)和x(3N/4)～x(N-1)分别按照倒序存入A1、A2、A3、A4中；

3)当输入数据点数达到N时，控制模块给出FFT/IFFT运算启动信号。