【摘 要】
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随着数字电子技术的发展，数字信号处理技术已广泛应用于通信、图像处理、雷达和多媒体等领域。作为数字信号处理的核心技术之一，快速傅里叶变换(FFT)使离散傅里叶变换(DFT)的运
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随着数字电子技术的发展，数字信号处理技术已广泛应用于通信、图像处理、雷达和多媒体等领域。作为数字信号处理的核心技术之一，快速傅里叶变换(FFT)使离散傅里叶变换(DFT)的运算时间缩短了几个数量级，使得数字信号处理的实现和应用变得更加容易。因此对FFT算法及其实现方法的研究具有很强的理论和现实意义。本文针对FFT算法的结构和特点，设计出一种优化的基于现场可编程门阵列(FPGA)的1024点16bits复数定点FFT实现方案。在研究了基-2频域抽取FFT算法的理论和运算规律的基础上，结合蝶形运算流图讨论了实现FFT算法的几种不同的硬件结构，综合系统性能和资源消耗选取了流水线结构实现算法。采用自顶向下的分层设计方法完成了FFT算法的整体结构设计，将算法分为多个功能模块。在基于XILINX Virtex-5系列的FPGA硬件验证平台上，采用Verilog HDL硬件描述语言实现了算法的各个功能模块，并通过ISE集成开发环境进行了综合验证，得到了相应的RTL级硬件电路。经过ISE软件综合后，算法的时钟频率达到了250MHz以上，完成一次完整的FFT运算需要2073个时钟周期，能够满足实时信号处理的速度要求。为了验证算法的精确度，以MATLAB软件的fft函数为基础设计了算法验证程序。验证结果表明本文算法达到了一定的精确度，能够满足一般信号处理的精确度要求。论文工作对基于FPGA的算法硬件实现的研究具有一定的参考价值。
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