[发明专利]用于显著改进微控制器中FFT性能的新颖方法

说明书

一种系统包含存储器组和控制单元。控制单元经配置以通过在N个输入项上执行FFT计算而基于合并的基‑2蝶形运算来执行FFT计算，并且访问存储器组(1/2×log₂N)×(10×log₂N)次。

背景技术

离散傅里叶变换(DFT)在例如频谱分析、频域滤波以及多相变换的各种应用中的数字信号处理中扮演重要角色。为了实施DFT，库利和图基(CooleyTurkey)在二十世纪六十年代提出了快速傅里叶变换(FFT)算法。所提出的FFT算法包括使用基-2蝶形运算。

发明内容

本文中揭示了用于改进快速傅里叶变换(FFT)算法的效率的各种系统和方法。在一些实施例中，一种方法包含通过控制单元从存储器组中接收N个输入项；基于合并的基-2蝶形运算通过控制单元在N个输入项上执行FFT计算；将计算出的N个项存储到存储器组中。控制单元经配置以使用合并的基-2蝶形来跨越两个连续级在四个输入项上处理FFT运算。

根据至少一些实施例，一种系统包含存储器组和控制单元。控制单元经配置以通过在N个输入项上执行FFT计算而基于合并的基-2蝶形运算执行FFT计算，并且访问存储器组(1/2×log₂N)×(10×log₂N)次。

根据另外的其他实施例，一种处理器包含存储器组和控制逻辑。耦合到存储器组的控制逻辑经配置以使用合并的基-2蝶形运算在N个输入项上执行FFT计算。

附图说明

为了详细描述本发明的示例性实施例，现将参考附图，其中：

图1根据各种实施例示出用于快速傅里叶变换运算的基-2蝶形运算的信号流图。

图2根据各种实施例示出用于快速傅里叶变换运算的合并的基-2蝶形运算的信号流图。

图3根据各种实施例示出用于快速傅里叶变换运算的系统的方框图。

图4根据各种实施例图解地说明用于16个输入项上的快速傅里叶变换运算的合并的基-2蝶形运算的实例。

图5根据各种实施例示出用于实施合并的基-2蝶形运算的方法的流程图。

符号以及命名法

特定的术语在整个以下说明书和权利要求书中被用来指代特定的系统组件。如所属领域的技术人员将理解的，多家公司可以通过不同的名称来指代组件。此文档并不意图区分开名称不同而功能相同的组件。在以下讨论中并且在权利要求书中，术语“包含”和“包括”以一种开放式方式使用，并且因此应解释为意味着“包含，但不限于……”。此外，术语“耦合”或“耦接”意图意味着间接或直接的电气连接。因此，如果第一装置耦合到第二装置，那么该连接可能通过直接电气连接，或者通过经由其他装置和连接的间接电气连接。

具体实施方式

以下论述针对本发明的各实施例。虽然这些实施例中的一者或多者可能是优选的，但是不应将所揭示的实施例解释为限制本发明(包含权利要求书)的范围或者以其他方式作为限制本发明(包含权利要求书)的范围来使用。此外，所属领域的技术人员将理解以下描述具有广泛的应用，并且任何实施例的论述仅意味着该实施例示例性的论述，而并非意图暗示将本发明(包含权利要求书)的范围限制于该实施例。

离散傅里叶变换(DFT)在例如频谱分析、频域滤波以及多相变换的各种应用中的数字信号处理中扮演重要角色。DFT通过以奈奎斯特频率(Nyquist frequency)或高于奈奎斯特频率的频率对模拟信号进行采样而将模拟信号转换成一系列离散信号，这意味着DFT通常涉及大量运算和存储器操作，并且因此其计算效率不高。为了解决计算问题，快速傅里叶变换(FFT)以及快速傅里叶变换逆变换(IFFT)已被开发并且提供高效算法来利用DFT。