vivado 软件设计fft算法 verilog代码

Vivado是一款由Xilinx公司提供的硬件设计自动化工具，主要用于FPGA和ASIC的设计流程。对于FFT（快速傅里叶变换）算法，它本身并不直接提供Verilog代码，因为这通常是在高级语言如SystemVerilog或Verilog的基础上编写，并通过Vivado HLS（High-Level Synthesis）工具进行转换优化。

以下是简化的SystemVerilog FFT算法示例：

module fft(
    input wire [N-1:0] in_data,
    output wire [2*N-2:0] out_data
);

// 定义复数类型和相关的操作函数
typedef struct {
    logic real;
    logic imag;
} complex;

function complex conj(complex c);
    conj.real = c.real;
    conj.imag = ~c.imag;
endfunction

// Cooley-Tukey FFT的基本步骤
task fft(complex[] input, complex[] output, int n);
    if (n <= 1) begin
        // 基本情况：长度为1或0的数组，不需要变换
        output[0] = input[0];
    end else begin
        // 分治法，递归计算一半的数据
        fft(input, output, n/2);
        fft(conj(input)[1:n/2], conj(output)[1:n/2], n/2);

        // 合并结果
        for (int k = 0; k < n/2; k++) begin
            complex t = input[k+n/2];
            output[k] = input[k] + e^(int'(-(2*pi*k)/n)) * t;
            output[k+n/2] = input[k] - e^(int'(-(2*pi*k)/n)) * t;
        end
    end
endtask

// 主函数调用FFT
initial begin
    complex data[N], result[2*N-1];
    // 将输入数据复制到复数数组
    // ...

    fft(data, result, N);

    // 将结果存入output_data
    // ...
end

endmodule