原创 基于FPGA32位2DFFT处理器设计

随着2DFFT在声学，通信，医学，图像处理等领域的不断发展，对数字信号处理的需求日益增长，并且在硬件方面要处理大量的二维快速傅里叶变换数据发展的执行越来越多。

到目前为止，2DFFT硬件实现主要由以下三种组成：专用集成电路（ASIC）芯片，专用数字信号处理（DSP）芯片和现场可编程门阵列（FPGA）芯片。

为了满足实时计算的原始需求，一种以FFT处理器的计算过程定制的高速ASIC成为2DFFT硬件实现的主要形式。但是随着技术的发展，目前国内大多是使用DSP芯片技术，并且由于增加了多总线结构，使得DSP芯片技术的运行速度大大提高。但是由于现代通信技术的兴起，DSP技术和其他技术指标的计算速度逐渐不能满足工程师的要求，FPGA技术应运而生。FPGA以DSP和ACSI结块，高速，高精度，低功耗，成本低，开发周期短，资源丰富等特点，具有很高的可配置性，并行结构和流水线结构易于实现在其芯片上，成为实现2DFFT算法的高速选择。

华南理工大学的黄春彦基于ARM7处理器的实现基础4-高效处理FFT计算过程的FFT方法，但是由于ARM处理器本身功能的局限性，难以为数据处理提供更高的速度因此，采用ARM处理器来实现FFT计算的快速性很难做到。

华中科技大学高应华是利用ASIC对二维FFT处理器的设计实现进行了重点研究，但是由于ASIC处理器的速度，范围的限制，以及其由于可以匹配FPGA芯片，以及其他许多原因，该比例逐渐被FPGA芯片所取代，因此设计的实用性越来越低。

云南大学杨军借助FPGA芯片，可以实现二维FFT处理器设计研究的高精度结果，但是研究的结果是处理器结果的控制精度过高，处理器的速度和效率尚未能够得到更多的考虑，处理器的设计并不完美。

通过资料显示，最近采用FPGA的数据处理器比普通的2DFFT处理器大幅度提高了FPGA中处理器的计算能力，通过提高了并行算法的运算速度，同时具有较高的运算水平，安全性能强，设计结构可简化和可重构等更好的性能等特点。该处理器通过程序的优化，以并行结构实现不同倍数的计算，具有很强的操作水平，同时计算过程具有稳定性高，硬件结构简单和可重构高性能等优点。发挥FPGA芯片的并行性能，也解决了高精度采样数据计算过程缓慢的问题，对工程应用具有一定的意义和价值。