请扮演vivado,使用verilog语言,编写基2fft
时间: 2024-02-20 18:58:45 浏览: 24
好的,让我使用 Verilog 语言编写基于 2 的快速傅里叶变换(FFT)算法。
首先,我们需要定义输入信号和旋转因子。假设我们的输入信号是一个长度为 8 的复数序列,我们需要使用 3 个旋转因子来计算 DFT 值。我们可以将这些值定义为参数:
```verilog
module fft (
input wire clk,
input wire rst,
input wire [7:0] x_real,
input wire [7:0] x_imag,
output reg [7:0] y_real,
output reg [7:0] y_imag
);
parameter N = 8;
parameter W0 = 1;
parameter W1 = -1;
parameter W2 = 0 + 1i;
// ...
```
接下来,我们可以定义一个递归模块来计算 FFT 值。这个模块将输入信号分成两个子序列进行计算,然后将它们组合起来得到 FFT 值。这里我们使用了一个简单的分治策略,递归地计算子序列的 FFT 值,并使用旋转因子来组合它们。
```verilog
// Define recursive FFT module
module fft_sub (
input wire [N/2-1:0] x_real,
input wire [N/2-1:0] x_imag,
output wire [N/2-1:0] y_real,
output wire [N/2-1:0] y_imag,
input wire [1:0] k
);
wire [N/2-1:0] even_real;
wire [N/2-1:0] even_imag;
wire [N/2-1:0] odd_real;
wire [N/2-1:0] odd_imag;
// Base case
if (N == 1) begin
assign y_real = x_real;
assign y_imag = x_imag;
end
// Recursive case
else begin
// Compute even and odd DFT values
fft_sub #(.N(N/2), .k(k+1)) even (
.x_real(x_real),
.x_imag(x_imag),
.y_real(even_real),
.y_imag(even_imag)
);
fft_sub #(.N(N/2), .k(k+1)) odd (
.x_real(x_real),
.x_imag(x_imag),
.y_real(odd_real),
.y_imag(odd_imag)
);
// Combine DFT values using rotation factors
genvar i;
for (i = 0; i < N/2; i = i+1) begin
complex w = (i * 2**k) % N;
complex t_real = even_real[i] + odd_real[i] * w.real + odd_imag[i] * w.imag;
complex t_imag = even_imag[i] + odd_imag[i] * w.real - odd_real[i] * w.imag;
y_real[i] = t_real;
y_imag[i] = t_imag;
end
end
endmodule
```
在这个模块中,我们使用了递归调用的方式来计算 FFT 值。首先,我们检查输入信号长度是否为 1,如果是,则返回输入信号本身。否则,我们将输入信号分成两个子序列,并递归地计算它们的 FFT 值。然后,我们使用旋转因子将这些子序列的 FFT 值组合起来得到整个序列的 FFT 值。
接下来,我们可以在主模块中调用递归模块来计算整个序列的 FFT 值:
```verilog
fft_sub #(.N(N), .k(0)) fft (
.x_real(x_real),
.x_imag(x_imag),
.y_real(y_real),
.y_imag(y_imag)
);
```
最后,我们需要在主模块中添加时钟和复位信号,并使用 assign 语句将输出信号与递归模块的输出信号连接起来:
```verilog
always @(posedge clk) begin
if (rst) begin
y_real <= 0;
y_imag <= 0;
end
else begin
x_real <= x_real;
x_imag <= x_imag;
end
end
assign y_real = fft.y_real;
assign y_imag = fft.y_imag;
```
这样,我们就完成了基于 2 的快速傅里叶变换(FFT)算法的 Verilog 实现。希望这个实现可以帮助您进行信号处理和频谱分析。