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郑州轻工业学院

课程设计

题目：128点FFT变换的FPGA实现

姓 名： 钟 广 院 系： 电气信息工程学院 专业班级： 电子信息工程11-02 学 号： 541101030256 指导教师： 胡智宏

成 绩：

时间： 2014 年 6 月 16 日至 2014 年 6 月 28 日

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摘 要

快速傅立叶变换(FFT)作为时域和频域转换的基本运算，是数字谱分析的必要前提。传统的FFT使用软件或DSP实现，高速处理时实时性较难满足。FPGA是直接由硬件实现的，其内部结构规则简单，通常可以容纳很多相同的运算单元，因此FPGA在作指定运算时，速度会远远高于通用的DSP芯片。FFT运算结构相对比较简单和固定，适于用FPGA进行硬件实现，并且能兼顾速度及灵活性。本文介绍了一种通用的可以在FPGA上实现128点FFT变换的方法。设计复数乘法器为核心设计了FFT算法中的基-2蝶形运算单元，溢出控制单元和地址与逻辑控制模块等其它模块,并以这些模块和FPGA内部的双口RAM为基础组成了基-2FFT算法模块。

关键词：FPGA、FFT

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目 录

1 绪论 .................................................................... 1

1.1 研究背景 .......................................................... 1

1.1.1 无线通信的发展和现状 ....................................... 1 1.1.2 OFDM 通信技术的发展 ........................................ 1 1.1.3 可编程器件的发展............................................ 2

2 OFDM 的基本原理 ..................................................... 3

2.1 OFDM 的基本原理 ................................................... 3

2.1.1 OFDM 的产生和发展 .......................................... 3

3 FFT算法原理 .......................................................... 4

3.1 FFT的主要算法 ..................................................... 4

3.1.1基-2FFT算法 ................................................. 4 3.1.2基-2 FFT算法基本原理 ....................................... 4

4 FFT 硬件实现 ......................................................... 9

4.1 设计准备 ........................................................... 9

4.1.1 VHDL 语言简介 ............................................... 9 4.1.2 可编程器件简介 .............................................. 9 4.2 单蝶形设计方案 .................................................... 9

5 总结 .................................................................. 12 参考文献 ................................................................. 13 附录 ...................................................................... 15