基于FPGA的FFT算法硬件實(shí)現(xiàn)
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2 系統(tǒng)仿真結(jié)果
輸入數(shù)據(jù)為s=1 024×cos(2π×f_in×t)，其中f_in=50 M，F(xiàn)s=80 MHz，n=40，t=0：1／Fs：(n-1)／Fs，利用QuartusⅡ軟件對系統(tǒng)在100 MHz的時(shí)鐘環(huán)境下進(jìn)行了仿真，將仿真輸出結(jié)果轉(zhuǎn)換成tbl文件并利用Matlab軟件讀取后，得到如圖7所示的頻譜數(shù)據(jù)圖(實(shí)部數(shù)據(jù)部分)。本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/191332.htm
圖8所示為Maflab自帶FFT函數(shù)對于輸入相同1 024點(diǎn)數(shù)據(jù)的FFT計(jì)算結(jié)果(同樣為實(shí)部數(shù)據(jù)部分)。
通過比較可以看到，本設(shè)計(jì)的仿真結(jié)果與Matlab的仿真結(jié)果基本一致，可以正確高效地計(jì)算出1 024點(diǎn)FFT數(shù)據(jù)。
3 結(jié)束語
本設(shè)計(jì)全部由Verilog HDL語言實(shí)現(xiàn)，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，完成了一種基于FPGA的1 024點(diǎn)16位FFT算法，共需要5級運(yùn)算，每級需要計(jì)算256個(gè)蝶形。提出了將蝶形運(yùn)算先進(jìn)行前一級的蝶形加減運(yùn)算，再進(jìn)行本級的與旋轉(zhuǎn)因子復(fù)乘運(yùn)算的結(jié)構(gòu)。由前所述，平均每個(gè)蝶形運(yùn)算需要4個(gè)時(shí)鐘周期，所以理論上完成1 024點(diǎn)FFT的總時(shí)鐘周期為N=256×4×5=5 120；假設(shè)使用的時(shí)鐘為100MHz，那么將耗時(shí)T=5 120×(1／100)=51．2μs，這與仿真結(jié)果51．32μs基本一致。
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