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随着现代科技的发展,快速傅里叶变换(FFT)技术现已成为数字信号处理强有力的工具,广泛地应用于雷达、声纳、通信等领城。FFT的实现手段主要包括:通用计算机、通用数字信号处理芯片和FPGA。目前使用AD公司的DSP器件TS101在实现256点FFT变换时,其数据吞吐率为58MHz,使用AlteFa公司的IP核实现相同点数的变换时,其数据吞吐率也只有337MHz。相对与现在某些雷达信号处理领域,对FFT变换上GHz吞吐率的要求来说,上述两种实现方法显然不能满足要求。 在这种背景下,本课题采用现场可编程门阵列(FPGA),设计实现了一种超高速FFT处理器。目前,使用FPGA实现FFT多采用基2和基4结构,随着FPGA规模的不断扩大,使采用更高基数实现FFT变换成为可能。本课题就是采用Altera公司的Stratix Ⅱ芯片完成了基16-FFT处理器的设计。在设计实现过程中,以基2-FFT搭建基16-FFT的运算核,合理安排时序,解决了碟形运算、数据传输和存储操作协调一致的问题。由于采用流水线工作方式,使整个系统的数据交换和处理速度得以很大提高。本设计实现了4096点和256点的变换,两个内部运算时钟都可以达到100MHz以上,其中256点变换的数据吞吐率高达1.36GHz。