基于CORDIC算法的FPGA高效DFT计算实现

本文档主要探讨了"基于CORDIC算法快速计算DFT的FPGA实现方法"，发表于2015年的《信息工程大学学报》第16卷第4期。DFT（离散傅里叶变换）在信号处理中扮演着关键角色，用于求取信号的频谱特性。然而，直接在FPGA中的NIOS II硬件平台上执行DFT计算存在两个主要挑战：一是计算速度相对较慢，二是使用查表法会消耗大量存储资源。 为解决这些问题，作者提出利用CORDIC算法（坐标旋转数字计算机算法）来提升正余弦函数以及平方根运算的计算效率。CORDIC算法是一种无乘法运算的算法，特别适合在有限精度硬件环境中实现高效的三角函数计算。通过细致分析CORDIC算法在正余弦函数和平方根运算中的应用策略，论文提供了一种优化的DFT计算流程，实现了在FPGA（Field-Programmable Gate Array，可编程逻辑阵列）EP3C55F484C8N芯片上的高效实现。 具体设计中，作者着重考虑了如何在节省存储资源的同时保持高计算精度，通过Quartus II工具进行了时序仿真验证。仿真结果显示，这种方法在提升计算速度的同时，实现了在不占用额外存储空间的前提下较高的计算精度。因此，本文的研究对于那些对实时性和存储效率有高要求的信号处理系统具有实际意义，特别是在FPGA硬件平台上的应用。 关键词包括DFT、CORDIC算法、正余弦函数以及FPGA，这表明该研究是信号处理技术与硬件实现的交叉领域，具有一定的工程和技术价值。整篇文章的中图分类号为TN953，属于工程技术类别，文献标识码A，表明其学术质量得到了认可。文章编号1671-0673(2015)04-0437-06，进一步明确了其在学术期刊中的位置。这篇论文提供了一个实用且高效的方法，以优化DFT计算在FPGA环境中的应用。