[发明专利]用于显著改进微控制器中FFT性能的新颖方法

权利要求书

1.一种用于通过减少快速傅里叶变换即FFT计算中的存储器访问循环来提高计算装置的性能的方法，所述方法包括：

通过所述计算装置的控制单元接收N个输入数字信号，所述N个输入数字信号对应于从所述计算装置的存储器组检索的项；

基于合并的基-2蝶形运算通过所述控制单元在所述N个输入数字信号上执行FFT计算，从而产生N个计算的数字信号；

将由所述N个计算的数字信号表示的数据存储到所述存储器组中；并且

其中执行FFT计算包括：

在两个连续级的第一级处对四个输入数字信号执行基-2蝶形运算，以生成四个中间值；

将所述四个中间值存储到所述控制单元的寄存器中；并且

在所述两个连续级的第二级处对所述四个中间值执行基-2蝶形运算，以生成四个中间值。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括通过所述控制单元访问所述存储器组(1/2×log₂N)×(10×log₂N)次以接收所述N个输入数字信号和旋转因子，并且存储由所述N个计算的数字信号表示的所述数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括通过所述控制单元执行第一指令，其中所述第一指令包括：

将由两个输入数字信号表示的数据从所述存储器组加载到所述控制单元的寄存器中；以及

使用存储在所述存储器组中的旋转因子在由所述两个输入数字信号表示的所述数据上执行基-2蝶形运算，以产生两个输出蝶形值。

4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括通过所述控制单元执行第二指令，其中所述第二指令包括：

使用存储在所述存储器组中的旋转因子在表示从所述控制单元的寄存器中读取的数据的两个输入数字信号上执行基-2蝶形运算，以产生两个输出蝶形值。

5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括通过所述控制单元跨越两个连续级执行合并的基-2蝶形运算的单元，以产生四个输出蝶形值作为接下来两个连续级处的蝶形运算的输入数字信号。

6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括通过所述控制单元执行运算回路，所述运算回路在两个连续级处对合并的基-2蝶形运算的单元进行log₂N次迭代。

7.一种用于快速傅里叶变换即FFT计算的系统，其包括：

存储器组；以及

控制单元，所述控制单元经配置以通过在对应于从所述存储器组读取的数据的N个输入数字信号上执行FFT计算而基于合并的基-2蝶形运算执行快速傅里叶变换即FFT计算，并且访问所述存储器组(1/2×log₂N)×(10×log₂N)次，其中每个合并的基-2蝶形运算包括：在两个连续级的第一级处对四个输入数字信号执行基-2蝶形运算，以生成四个中间值；将所述四个中间值存储到所述控制单元的寄存器中；并且在所述两个连续级的第二级处对所述四个中间值执行基-2蝶形运算，以生成四个中间值。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述控制单元经配置以执行第一指令，所述第一指令使所述控制单元：

将由两个输入数字信号表示的数据从所述存储器组加载到所述控制单元的寄存器中；以及

使用存储在所述存储器组中的旋转因子在由所述两个输入数字信号表示的所述数据上执行基-2蝶形运算，以产生两个输出蝶形值。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述控制单元经配置以执行第二指令，所述第二指令使所述控制单元：

使用存储在所述存储器组中的旋转因子在表示从所述控制单元的寄存器中读取的数据的两个输入数字信号上执行基-2蝶形运算，以产生两个输出蝶形值。

10.根据权利要求7所述的系统，其中对于每个合并的基-2蝶形运算，所述控制单元产生四个输出蝶形值作为在接下来两个连续级处的进一步蝶形运算的输入数字信号。