FPGA实现FFT：一种基4FFT设计方案与优化

"这篇硕士学位论文主要探讨了快速傅立叶变换(FFT)在FPGA上的实现，通过FPGA技术克服对外部技术封锁的依赖，提供更灵活的FFT处理方案，并为高效FFT芯片设计奠定基础。作者陆旦前在导师李智群和陈建平的指导下，对FFT算法进行了深入研究，并提出了一种基4 FFT的FPGA设计方案。" 在本文中，作者首先阐述了FFT算法的重要性，特别是在数字信号处理领域的广泛应用，以及FPGA作为一种可编程器件在提升设计规模和集成度方面的贡献。FPGA实现FFT的设计可以显著提高处理速度，因此，研究FFT的FPGA实现具有重要的实际意义。 论文的核心内容包括以下几个方面： 1. **FFT算法原理**：作者详细介绍了FFT的基本思想，这是一种用于快速计算离散傅立叶变换的算法，大大减少了计算时间。 2. **FPGA基础**：论文讨论了FPGA的工作原理、芯片结构和性能特点，以及为何选择FPGA作为实现FFT的物理基础。此外，还介绍了Quartus II软件和Verilog硬件描述语言在FPGA设计中的应用。 3. **设计方法与结构**：作者对比了不同FFT处理器的实现结构，并提出了采用流水线、双端口读/写RAM、地址快速生成和旋转因子快速生成等优化策略的FFT处理器设计。 4. **模块设计与仿真**：利用Quartus II和Verilog，作者实现了各个模块的设计，并进行了仿真验证。 5. **系统调试与验证**：对整个设计进行了全面的调试，确保在50MHz时钟频率下满足性能要求。 6. **总结与展望**：论文最后对设计进行了总结，并对未来FFT在FPGA上的实现技术进行了展望，强调了减少旋转因子乘法次数和存储空间、提高运算速度以及采用乒乓结构和流水线方式对于提升性能的重要性。 关键词涵盖快速傅立叶变换、FPGA、旋转因子和流水线技术，表明这些是本文研究的关键点。通过对FFT算法的深入理解和FPGA技术的有效利用，作者成功地设计了一个能够在FPGA上高效运行的FFT处理器，为数字信号处理领域提供了新的解决方案。