JPH09319733A - Fft arithmetic method and circuit - Google Patents

Fft arithmetic method and circuit

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JPH09319733A
JPH09319733A JP8136907A JP13690796A JPH09319733A JP H09319733 A JPH09319733 A JP H09319733A JP 8136907 A JP8136907 A JP 8136907A JP 13690796 A JP13690796 A JP 13690796A JP H09319733 A JPH09319733 A JP H09319733A
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JP
Japan
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data
stage
overflow
fft
butterfly
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JP8136907A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasu Ito
鎮 伊藤
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JISEDAI DIGITAL TELE HOSO SYS
JISEDAI DIGITAL TELEVISION HOSO SYST KENKYUSHO KK
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JISEDAI DIGITAL TELE HOSO SYS
JISEDAI DIGITAL TELEVISION HOSO SYST KENKYUSHO KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To properly reduce the redundant parts and the scale of an arithmetic circuit without deteriorating the arithmetic accuracy by preparing a butterfly arithmetic process, a data storage process, an overflow detection process and a bit shift process respectively. SOLUTION: The overflow detection parts 231 to 2311 monitor the overflows of butterfly arithmetic results, and the overflow detection information are outputted to the bit shift parts 241 to 2411. The data written in the data memory parts 221 to 2211 are outputted to the parts 241 to 2411 after the butterfly arithmetic results of all input data are stored. The parts 241 to 2411 select three operations based on the overflow detection information. That is, lower 10 bits of input 12-bit data are directly outputted to the next stage, 10 bits of the input 12-bit data excluding the lowest bit are outputted to the next stage, and higher 10 bits of the input 12-bit data are directly outputted to the next stage. No overflow occurs at all in these output data.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばOFDM
(Orthogonal Frequency Division Multiplex :直交周
波数分割多重)方式のデジタル伝送に利用可能なFFT
(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)演算方
法とFFT演算回路に係り、特に回路規模の縮小を目的
とする技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
(Orthogonal Frequency Division Multiplex) FFT that can be used for digital transmission
The present invention relates to a (Fast Fourier Transform) calculation method and an FFT calculation circuit, and particularly to a technique for reducing the circuit scale.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、移動体向けのデジタル音声放送
や、地上系のデジタルテレビジョン放送において、OF
DM方式が注目されている。このようなOFDM方式の
デジタル伝送にあっては、周波数領域と時間領域との信
号変換にFFT演算が不可欠である。
2. Description of the Related Art In recent years, OF has been used in digital audio broadcasting for mobiles and terrestrial digital television broadcasting.
The DM method is drawing attention. In such OFDM digital transmission, FFT calculation is indispensable for signal conversion between the frequency domain and the time domain.

【0003】従来のハードウェアでこのFFT演算を行
うに当たっては、専用LSIにおいてその内部に長い演
算語長を持つ必要があった。図3に長い演算語長を必要
とする演算過程について示す。
In performing this FFT operation with conventional hardware, it was necessary to have a long operation word length inside the dedicated LSI. FIG. 3 shows an operation process that requires a long operation word length.

【0004】図3において、左側の縦一列がFFTへの
入力データであり、一番右側の縦一列が最終的な演算結
果となっている。演算はM(図ではM=3)個のステー
ジからなり、データが左から右へと流れていくことによ
り行われる。
In FIG. 3, one vertical column on the left side is the input data to the FFT, and one vertical column on the far right side is the final calculation result. The operation consists of M (M = 3 in the figure) stages, and is performed by flowing data from left to right.

【0005】各ステージでは、入力データに対しバタフ
ライ演算(図中クロスポイントで示す)が行われる。こ
のバタフライ演算により2つの入力データから2つの出
力データが得られる。つまり、FFT演算を行うN個
(図ではN=8)の入力データに対し、1つのステージ
でこのバタフライ演算がN/2(=4)回行われてい
る。そして、N(=8)個の出力データが次のステージ
での入力データとなる。
In each stage, butterfly calculation (shown by cross points in the figure) is performed on the input data. By this butterfly operation, two output data are obtained from two input data. That is, the butterfly calculation is performed N / 2 (= 4) times in one stage for N pieces (N = 8 in the figure) of input data for which the FFT calculation is performed. Then, N (= 8) pieces of output data become the input data in the next stage.

【0006】以上のように、FFT演算では、「各入力
データはステージ毎に1回だけバタフライ演算され、そ
の出力データが再度次ステージの入力データとして1回
だけバタフライ演算がされる」という処理が繰り返しが
行われる。図2では、[2の3乗]ポイント([2のM
乗]ポイント)のFFT演算アルゴリズムを示してお
り、バタフライ演算がステージ方向に3回(M回)行わ
れている。
As described above, in the FFT operation, the processing "each input data is butterfly-operated only once for each stage, and its output data is again butterfly-operated once as the input data of the next stage" is processed. Repeated. In FIG. 2, [2 to the third power] point ([2 to M)
[Multiplying] point), and the butterfly calculation is performed three times (M times) in the stage direction.

【0007】バタフライ演算は、まず2つの入力データ
のうちの一方のデータに対して複素乗算を行い、その演
算結果と他方のデータとの複素加減算を行うという、2
行程のみである。但し、この方法は時間間引き法という
方式を用いた場合である。
In the butterfly operation, first, one of the two input data is subjected to complex multiplication, and the operation result and the other data are subjected to complex addition and subtraction.
It is only a journey. However, this method is a case where a method called a time thinning method is used.

【0008】この複素演算出力のダイナミックレンジ
は、極座標系で考えると以下のようになる。最初の複素
乗算においては半径の値は変わらないが、次の複素加減
算で半径が最大で2倍となる。よって、出力のダイナミ
ックレンジは入力のレンジの2倍必要となる。
The dynamic range of the complex operation output is as follows when considered in the polar coordinate system. The value of the radius does not change in the first complex multiplication, but the radius is doubled at the maximum in the next complex addition and subtraction. Therefore, the output dynamic range needs to be twice the input range.

【0009】これを[2のM乗]ポイントのFFT演算
について考えてみる。この場合、データの流れる方向に
バタフライ演算がM回行われる。つまり、1回のバタフ
ライ演算でレンジは2倍必要となり、これがM回繰り返
されている。よって、入力部のダイナミックレンジに対
し、出力部のダイナミックレンジは[2のM乗]倍必要
となる。例えば、2048ポイント([2の11乗]ポ
イント)のFFT演算では、ポイント数と同じ2048
倍のダイナミックレンジを設けて演算することになる。
Let us consider this with respect to the FFT operation of [2 M power] points. In this case, the butterfly calculation is performed M times in the data flow direction. That is, the range needs to be doubled for one butterfly operation, and this is repeated M times. Therefore, the dynamic range of the output unit needs to be [2 to the Mth power] times the dynamic range of the input unit. For example, in an FFT operation of 2048 points ([2 to the 11th power] points), the same number of points as 2048 points
A double dynamic range will be provided for calculation.

【0010】これをハードウェア上で表現すると、1回
のバタフライ演算で演算語長が1ビットずつ多く必要と
なる。したがって、[2のM乗]ポイントのFFT演算
の最終段では、Mビットの拡張が必要となる。
When this is expressed in hardware, it is necessary to increase the operation word length by 1 bit for each butterfly operation. Therefore, in the final stage of the FFT operation of [2 M power] points, it is necessary to expand M bits.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、拡張ビ
ットは1回のFFT演算において確実に使用されるわけ
ではなく、使用する可能性のあるビットとして準備され
ているものである。つまり、1回のFFT演算において
未使用領域の発生も起こりうる。これは結果として冗長
と見なせ、回路規模を無駄に大きくする原因となる。
However, the extension bit is not surely used in one FFT operation, and is prepared as a bit that may be used. That is, an unused area may occur in one FFT calculation. As a result, this can be regarded as redundant, and becomes a cause of unnecessarily increasing the circuit scale.

【0012】特に、上述のOFDM方式のデジタル伝送
にあっては、OFDM復調回路の集積化に向けて、回路
規模の縮小が強く要望されている。このため、FFT演
算回路の冗長部分の削減は非常に有意義である。
In particular, in the above-mentioned OFDM digital transmission, there is a strong demand for reduction of the circuit scale toward the integration of the OFDM demodulation circuit. Therefore, reduction of the redundant part of the FFT operation circuit is very significant.

【0013】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、演算精度を損なうことなく冗長部分を適切に削減
し、回路規模の縮小を可能とするFFT演算方法とFF
T演算回路を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an FFT operation method and an FF which can reduce the circuit scale by appropriately reducing the redundant portion without impairing the operation accuracy.
An object is to provide a T arithmetic circuit.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明のFFT演算方法は、複数の入力データに
ついてバタフライ演算を行うバタフライ演算過程と、こ
のバタフライ演算過程のステージ内全出力データを蓄積
し次ステージへ出力するデータ記憶過程と、前記バタフ
ライ演算過程のステージ内全出力データについてオーバ
ーフローの有無を検出するオーバーフロー検出過程と、
このオーバーフロー検出過程でオーバーフローが検出さ
れたとき、前記データ記憶過程の出力データのビットシ
フトを行うビットシフト過程と具備するようにした。
In order to solve the above-mentioned problems, an FFT operation method of the present invention is a butterfly operation process for performing butterfly operation on a plurality of input data, and all output data within a stage of this butterfly operation process. A data storage step of accumulating and outputting to the next stage, and an overflow detection step of detecting the presence or absence of overflow for all output data in the stage of the butterfly operation step,
When an overflow is detected in the overflow detection process, a bit shift process of performing bit shift of the output data in the data storage process is provided.

【0015】また、本発明のFFT演算回路は、複数の
入力データについてバタフライ演算を行うバタフライ演
算部と、このバタフライ演算部のステージ内全出力デー
タを蓄積し次ステージへ出力するデータ記憶部と、前記
バタフライ演算部のステージ内全出力データについてオ
ーバーフローの有無を検出するオーバーフロー検出部
と、このオーバーフロー検出部でオーバーフローが検出
されたとき、前記データ記憶部の出力データのビットシ
フトを行うビットシフト部と具備するようにした。
Further, the FFT operation circuit of the present invention includes a butterfly operation section for performing butterfly operation on a plurality of input data, a data storage section for accumulating all output data in the stage of the butterfly operation section and outputting it to the next stage. An overflow detection unit that detects the presence or absence of overflow for all output data in the stage of the butterfly operation unit; and a bit shift unit that performs a bit shift of the output data of the data storage unit when the overflow detection unit detects an overflow. I was prepared.

【0016】特に、OFDM復調装置に用いられ、時間
領域の入力データを周波数領域のデータに変換するFF
T演算方法においては、前記入力データの精度、領域分
布に基づいて任意のステージの演算語長を制限して演算
結果を出力する演算結果出力過程を備えるようにした。
In particular, an FF used in an OFDM demodulator for converting time domain input data into frequency domain data.
The T operation method is provided with an operation result output step of outputting an operation result by limiting the operation word length of an arbitrary stage based on the accuracy of the input data and the area distribution.

【0017】また、OFDM復調装置に用いられ、時間
領域の入力データを周波数領域のデータに変換するFF
T演算回路においては、前記入力データの精度、領域分
布に基づいて任意のステージの演算語長を制限して演算
結果を出力する演算結果出力手段を備えるようにした。
An FF used in an OFDM demodulator for converting input data in the time domain into data in the frequency domain.
The T operation circuit is provided with operation result output means for outputting the operation result by limiting the operation word length of any stage based on the accuracy of the input data and the area distribution.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を説明するに先
立ち、理解を容易にするため、動作原理について説明す
る。まず、OFDM復調装置への適用に際し、OFDM
復調という条件より、FFT演算回路周りの入出力デー
タに関しては以下のことが言える。 (1)入力データはIFFTされたOFDM送信信号で
ある。 (2)出力データはQPSKシンボル点やQAMシンボ
ル点である。 以上のことから、入力データから出力データまでの演算
過程におけるデータ値は、シミュレーション検討により
把握可能である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Prior to describing the embodiments of the present invention, the operation principle will be described in order to facilitate understanding. First, when applied to the OFDM demodulator, the OFDM
Due to the condition of demodulation, the following can be said regarding input / output data around the FFT operation circuit. (1) Input data is an OFDM transmission signal subjected to IFFT. (2) Output data are QPSK symbol points and QAM symbol points. From the above, the data value in the calculation process from the input data to the output data can be grasped by the simulation study.

【0019】そこで、この演算過程における振幅分布に
対して予め検討を行い、それより得られた特別の性質を
利用して冗長な演算語長を省略することで回路の無駄を
省く。尚、ここで用いる演算過程とは各ステージのバタ
フライ演算であり、ステージ単位の振幅分布を扱うもの
とする。
Therefore, the amplitude distribution in this operation process is studied in advance, and the redundant operation word length is omitted by utilizing the special property obtained from the amplitude distribution, thereby eliminating the waste of the circuit. The calculation process used here is a butterfly calculation of each stage, and the amplitude distribution of each stage is treated.

【0020】FFT演算回路に入力されるOFDM信号
の振幅分布はガウス分布であることが知られている。し
かし、各ステージの振幅分布をシミュレーションにより
検討していくと、2倍、4倍、…のダイナミックレンジ
を必要としていない。
It is known that the amplitude distribution of the OFDM signal input to the FFT calculation circuit is Gaussian distribution. However, when the amplitude distribution of each stage is examined by simulation, the dynamic range of 2 times, 4 times, ... Is not required.

【0021】例えば、実際にQPSK変調に対してシミ
ュレーションを行ってみると、その結果は1.5倍、
2.2倍、3.2倍、4.5倍、…となり、16倍必要
なステージにおいても4.5倍のレンジにしか振幅分布
が得られなかった。
For example, when a simulation is actually performed for QPSK modulation, the result is 1.5 times,
2.2 times, 3.2 times, 4.5 times, and so on. Even in the stage requiring 16 times, the amplitude distribution was obtained only in the range of 4.5 times.

【0022】また、最終出力のQPSKシンボル点で
は、本来2048倍必要なレンジが高々13.7倍しか
必要としなかった。つまり、演算語長の拡張が11ビッ
ト必要であったものが、4ビットのみの拡張で演算でき
ることになる。
Further, at the QPSK symbol point of the final output, the range originally required to be 2048 times required only 13.7 times at most. In other words, the operation word length needs to be extended by 11 bits, but the operation can be performed by extending only 4 bits.

【0023】さらにこの結果を発展させれば、次の回路
構成を実現できる。まず、演算語長の拡張を2ビットと
する。そして、実際の演算過程において、バタフライ演
算値が拡張2ビットのダイナミックレンジを越えるオー
バーフローが発生したときに、そのステージ全体の演算
値を1/2にするビットシフトを行う。その後、再び演
算値がオーバーフローした場合にステージ単位で演算値
をビットシフトする。この構成により、データオーバー
フローに対処している演算語長拡張が2ビットのみの回
路を実現することができる。
Further development of this result can realize the following circuit configuration. First, the extension of the operation word length is set to 2 bits. Then, in the actual calculation process, when the butterfly calculation value overflows beyond the dynamic range of the extended 2 bits, bit shift is performed to reduce the calculation value of the entire stage to 1/2. After that, when the calculated value overflows again, the calculated value is bit-shifted in stages. With this configuration, it is possible to realize a circuit in which the operation word length expansion which copes with the data overflow is only 2 bits.

【0024】本発明は、このビットシフト操作という技
術の使用により演算語長の冗長性を排除を図っている。
結果として、FFT演算回路の小型化が行える。尚、本
発明においては、演算精度を維持するため、ビットシフ
トをしたことによる切り捨て誤差の発生を考慮する必要
がある。但し、これに関しても、事前にシミュレーショ
ン検討が可能である。検討結果としては、初段の入力デ
ータビット数に対して2〜4ビットの演算語長拡張によ
り、FFT演算器としての演算精度を確保できることが
確認できた。例えば、従来11ビットの拡張を必要とし
ていたものに対し、本発明を適用することにより、2ビ
ットの拡張のみで回路が構成できる。これは回路規模と
しても約1/3で構成できることにつながり、大幅な回
路規模の縮小、小型化が図れる。
The present invention eliminates the redundancy of the operation word length by using this technique of bit shift operation.
As a result, the FFT operation circuit can be downsized. In the present invention, in order to maintain the calculation accuracy, it is necessary to consider the occurrence of a truncation error due to the bit shift. However, with respect to this as well, it is possible to conduct a simulation study in advance. As a result of the examination, it was confirmed that the operation accuracy as the FFT operator can be secured by expanding the operation word length of 2 to 4 bits with respect to the number of input data bits in the first stage. For example, by applying the present invention to what has conventionally required 11-bit extension, the circuit can be configured by only 2-bit extension. This leads to the fact that the circuit scale can be reduced to about 1/3, and the circuit scale can be greatly reduced and downsized.

【0025】次に数値例を用いて各操作の働きを説明す
る。演算語長を10ビットとする。この場合のダイナミ
ックレンジは−512〜+511である。バタフライ演
算器への入力がこのレンジであり、その出力レンジは2
倍となっている。つまり−1024〜+1023にデー
タが分布している。またビットシフト操作では、データ
を1/2して−512〜+511にする。
Next, the function of each operation will be described using numerical examples. The operation word length is 10 bits. The dynamic range in this case is -512 to +511. The input to the butterfly calculator is this range and its output range is 2
Doubled. That is, the data is distributed in the range of -1024 to +1023. In the bit shift operation, the data is halved to −512 to +511.

【0026】その際、小数点以下の0.5に対する四捨
五入や切り上げ、切り捨ては回路の構成で任意である。
但し、複素演算の関係で、ビットシフトしてもダイナミ
ックレンジを越えるデータがある場合にはもう1ビット
シフトする。
At this time, rounding, rounding up, or rounding down to the number after the decimal point of 0.5 is arbitrary in the circuit configuration.
However, due to the complex operation, if there is data that exceeds the dynamic range even if it is bit-shifted, another bit is shifted.

【0027】図1は本発明の実施形態であるFFT演算
回路の概略構成を示すものである。ここでは、2048
ポイント([2の11乗]ポイント)のFFT演算を行
うものとし、入力データのビット幅を8ビット、データ
メモリ部のビット幅を12ビット、内部演算のビット幅
を10ビットとする。また、入力データの分散をダイナ
ミックレンジの1/4とする。この時、内部演算は−5
12〜+511の値を扱うことができる。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an FFT operation circuit which is an embodiment of the present invention. Here, 2048
It is assumed that the FFT operation at points ([2 to the 11th power] point) is performed, the bit width of the input data is 8 bits, the bit width of the data memory unit is 12 bits, and the bit width of the internal operation is 10 bits. Also, the variance of the input data is set to 1/4 of the dynamic range. At this time, internal calculation is -5
A value of 12 to +511 can be handled.

【0028】このFFT演算回路は、11ステージから
なり、入力部に入力データを保持するためのバッファメ
モリ11を備える。各ステージS1〜S11は、それぞ
れバタフライ演算部211〜2111と、データメモリ
部221〜2211と、オーバーフロー検出部231〜
2311と、ビットシフト部241〜2411を備え
る。
This FFT operation circuit is composed of 11 stages, and is provided with a buffer memory 11 for holding input data in the input section. Each of the stages S1 to S11 includes a butterfly computation unit 211 to 2111, a data memory unit 221-2221, and an overflow detection unit 231 to respectively.
2311 and bit shift units 241 to 2411.

【0029】バタフライ演算部211〜2111は、そ
れぞれ前段の出力データを2つずつ選択的に入力してバ
タフライ演算を繰り返し行い、順次2つのデータを出力
する。内部メモリ221〜2211は、バタフライ演算
部211〜2111の全演算結果を蓄積する。
Each of the butterfly operation units 211 to 2111 selectively inputs two output data of the preceding stage, repeats the butterfly operation, and sequentially outputs two data. The internal memories 221 to 2211 accumulate all calculation results of the butterfly calculation units 211 to 2111.

【0030】オーバーフロー検出部231〜2311
は、バタフライ演算部211〜2111の全演算結果の
中にオーバーフローがあるか否かを検出する。ビットシ
フト部241〜2411は、オーバーフロー検出部23
1〜2311でオーバーフローが検出されたときデータ
メモリ部221〜2211の出力データをビットシフト
操作する。
Overflow detectors 231 to 2311
Detects whether or not there is an overflow in all the calculation results of the butterfly calculation units 211 to 2111. The bit shift units 241 to 2411 include the overflow detection unit 23.
When overflow is detected in 1 to 2311, the output data of the data memory units 221 to 2211 are bit-shifted.

【0031】尚、各部の処理は図示しない制御部によっ
て適宜タイミング制御される。上記構成において、以
下、図2に示すフローチャートを参照して処理手順を説
明する。
The processing of each unit is properly timing-controlled by a control unit (not shown). In the above configuration, the processing procedure will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.

【0032】まず、各ステージS1〜S11では、前段
からのデータを2つずつ選択してバタフライ演算部21
1〜2111に入力する。バタフライ演算部211〜2
111では、入力ビット幅が10ビットであるから、出
力ビット幅は12ビットとなる(2倍ならば11ビット
でよいが、複素演算を考慮するため)。このデータは何
の変更もされずに12ビットのままデータメモリ部22
1〜2211に書き込まれ、同時にオーバーフロー検出
部231〜2311に入力される。
First, in each of the stages S1 to S11, two pieces of data from the preceding stage are selected to select the butterfly operation unit 21.
1 to 2111. Butterfly computing units 211-2
In 111, since the input bit width is 10 bits, the output bit width is 12 bits (11 bits if doubled, but because complex operation is taken into consideration). This data is not changed and remains as 12 bits in the data memory unit 22.
Nos. 1 to 2211 are written to the overflow detection units 231 to 2311 at the same time.

【0033】オーバーフロー検出部231〜2311で
はバタフライ演算結果のオーバーフローを監視してお
り、そのオーバーフロー検出情報はビットシフト部24
1〜2411へ出力される。データメモリ部221〜2
211に書き込まれたデータは全入力データのバタフラ
イ演算が蓄積された後にビットシフト部241〜241
1へ出力される。
The overflow detection units 231 to 2311 monitor the overflow of the butterfly operation result, and the overflow detection information is used as the overflow detection information.
It is output to 1 to 2411. Data memory units 221-2
The data written in 211 is stored in the butterfly operation of all input data, and then the bit shift units 241 to 241.
It is output to 1.

【0034】ビットシフト部241〜2411ではオー
バーフロー検出情報を用いて次の3つの操作を選択す
る。第1の操作は入力12ビットデータの下位10ビッ
トをそのまま次のステージへ出力する。第2の操作は入
力12ビットデータの最下位ビットを取り除いた残り1
0ビットを次のステージへ出力する。第3の操作は入力
12ビットデータの上位10ビットをそのまま次のステ
ージへ出力する。
The bit shift units 241 to 2411 select the following three operations using the overflow detection information. The first operation outputs the lower 10 bits of the input 12-bit data as it is to the next stage. The second operation is the remaining 1 after removing the least significant bit of the input 12-bit data.
Output 0 bit to the next stage. The third operation outputs the upper 10 bits of the input 12-bit data as it is to the next stage.

【0035】これらの出力データにおいては、全てオー
バーフローは発生していない。また、これらの操作はス
テージ単位に切り替えられる。上記構成によるFFT演
算回路を用いてシミュレーションを行った結果、最終的
に得られた演算精度はコンピュータを用いた演算精度に
対し、実用上影響を与えない性能を確保できた。
No overflow has occurred in these output data. Also, these operations can be switched in units of stages. As a result of performing a simulation using the FFT arithmetic circuit having the above-mentioned configuration, the finally obtained arithmetic precision can ensure the performance which does not practically affect the arithmetic precision using the computer.

【0036】したがって、本実施形態のFFT演算回路
によれば、入力データのビット幅8ビットに対し、内部
演算のビット幅10ビットで、必要とされる演算精度を
確保したFFT演算が実現できる。これは入力条件やそ
の他の要求条件により多少の演算精度の変化はあるが、
それも事前にシミュレーションすることにより把握する
ことが可能である。
Therefore, according to the FFT operation circuit of the present embodiment, it is possible to realize the FFT operation which secures the required operation accuracy with the bit width of the input data being 8 bits and the bit width of the internal operation being 10 bits. Although this may change the calculation accuracy to some extent depending on the input conditions and other requirements,
It can also be grasped by performing a simulation in advance.

【0037】尚、本発明は上記実施形態の構成に限定さ
れるものではない。例えば、バタフライ演算は一つの演
算器を繰り返し使用するのではなく、必要個数の演算器
を並列に用いるようにしてもよい。また、一部のステー
ジのみオーバーフローの検出及びビットシフト操作を行
うようにしてもよい。
The present invention is not limited to the configuration of the above embodiment. For example, the butterfly operation may use a necessary number of arithmetic units in parallel instead of repeatedly using one arithmetic unit. Further, overflow detection and bit shift operation may be performed only in some stages.

【0038】また、本発明はハードウェア構成によら
ず、ソフトウェアにより実現することも可能である。そ
の実施形態を図2に示す。図2はFFT演算の1ステー
ジ処理過程を示すフローチャートである。
The present invention can be implemented by software instead of the hardware configuration. The embodiment is shown in FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a one-stage processing process of FFT calculation.

【0039】まず、前段あるいは前ステージからのデー
タ2個を選択的に入力し(ステップA1)、バタフライ
演算を行う(ステップA2)。その演算結果についてオ
ーバーフローを検出しつつ(ステップA3)、データメ
モリ部に蓄積し(ステップA4)、全データが選択され
るまで上記の処理を繰り返し行う(ステップA5)。
First, the preceding stage or two pieces of data from the preceding stage are selectively input (step A1) and a butterfly operation is performed (step A2). The overflow is detected for the calculation result (step A3), the result is accumulated in the data memory unit (step A4), and the above process is repeated until all the data are selected (step A5).

【0040】以上の処理終了後、データメモリ部から蓄
積データを2つずつ順次読出すが(ステップA6)、こ
の際、ステップA3のオーバーフロー検出の有無を判断
し(ステップA7)、オーバーフローが検出されなかっ
た場合には、ビットシフトせずに出力し(ステップA
8)、一つでもオーバーフローが検出された場合には、
全データをビットシフトして出力し(ステップA9)、
1ステージの処理を終了する。
After the above processing is completed, the stored data is sequentially read from the data memory unit two by two (step A6). At this time, it is judged whether or not the overflow is detected in step A3 (step A7), and the overflow is detected. If not, output without bit shifting (step A
8) If at least one overflow is detected,
All data are bit-shifted and output (step A9),
The processing of one stage is completed.

【0041】以上の処理手順により、ソフトウェアでも
本発明を実現可能である。但し、処理の順序については
種々変更可能であることはいうまでもない。また、第
1、第2の実施形態では基数が2の場合について説明し
たが、基数が4,8,…でもよく、本発明は基数によら
ず実施可能である。
With the above processing procedure, the present invention can be realized by software. However, it goes without saying that the order of processing can be variously changed. Further, although the case where the radix is 2 has been described in the first and second embodiments, the radix may be 4, 8, ..., And the present invention can be implemented regardless of the radix.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、演算精度
を損なうことなく冗長部分を適切に削減し、回路規模の
縮小を可能とするFFT演算方法とFFT演算回路を提
供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide the FFT operation method and the FFT operation circuit which can appropriately reduce the redundant portion without impairing the operation accuracy and reduce the circuit scale. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係るFFT演算回路の概略構成を示
す概念図。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of an FFT operation circuit according to the present invention.

【図2】 本発明に係るFFT演算回路の1ステージ演
算処理過程を示すフローチャート。
FIG. 2 is a flowchart showing a one-stage arithmetic processing process of the FFT arithmetic circuit according to the present invention.

【図3】 従来のFFT演算アルゴリズムを示す概念
図。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a conventional FFT calculation algorithm.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…バッファメモリ S1〜S11…ステージ 21…バタフライ演算部 22…データメモリ部 23…オーバーフロー検出部 24…ビットシフト部 11 ... Buffer memory S1 to S11 ... Stage 21 ... Butterfly operation unit 22 ... Data memory unit 23 ... Overflow detection unit 24 ... Bit shift unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の入力データについてバタフライ演算
を行うバタフライ演算過程と、 このバタフライ演算過程のステージ内全出力データを蓄
積し次ステージへ出力するデータ記憶過程と、 前記バタフライ演算過程のステージ内全出力データにつ
いてオーバーフローの有無を検出するオーバーフロー検
出過程と、 このオーバーフロー検出過程でオーバーフローが検出さ
れたとき、前記データ記憶過程の出力データのビットシ
フトを行うビットシフト過程と具備することを特徴とす
るFFT演算方法。
1. A butterfly operation process for performing butterfly operation on a plurality of input data, a data storage process for accumulating all output data in a stage of this butterfly operation process and outputting it to the next stage, and an in-stage operation of the butterfly operation process. An FFT, comprising: an overflow detection process for detecting the presence or absence of overflow in the output data; and a bit shift process for performing a bit shift of the output data in the data storage process when an overflow is detected in the overflow detection process. Calculation method.
【請求項2】複数の入力データについてバタフライ演算
を行うバタフライ演算部と、 このバタフライ演算部のステージ内全出力データを蓄積
し次ステージへ出力するデータ記憶部と、 前記バタフライ演算部のステージ内全出力データについ
てオーバーフローの有無を検出するオーバーフロー検出
部と、 このオーバーフロー検出部でオーバーフローが検出され
たとき、前記データ記憶部の出力データのビットシフト
を行うビットシフト部と具備することを特徴とするFF
T演算回路。
2. A butterfly operation unit for performing butterfly operation on a plurality of input data, a data storage unit for accumulating all output data in the stage of the butterfly operation unit and outputting it to the next stage, and an entire stage in the butterfly operation unit. An FF comprising: an overflow detection unit that detects the presence or absence of overflow in the output data; and a bit shift unit that performs a bit shift of the output data of the data storage unit when the overflow detection unit detects an overflow.
T arithmetic circuit.
【請求項3】OFDM復調装置に用いられ、時間領域の
入力データを周波数領域のデータに変換するFFT演算
方法において、 前記入力データの精度、領域分布のシミュレーション結
果に基づいて任意のステージの演算語長を制限して演算
結果を出力する演算結果出力過程を備えることを特徴と
するFFT演算方法。
3. An FFT calculation method used in an OFDM demodulator for converting input data in the time domain into data in the frequency domain, wherein an operation word of an arbitrary stage is calculated based on the accuracy of the input data and the simulation result of the area distribution. An FFT operation method comprising: an operation result output process of outputting an operation result with a limited length.
【請求項4】OFDM復調装置に用いられ、時間領域の
入力データを周波数領域のデータに変換するFFT演算
回路において、 前記入力データの精度、振幅分布のシミュレーション結
果に基づいて任意のステージの演算語長を制限して演算
結果を出力する演算結果出力手段を備えることを特徴と
するFFT演算回路。
4. An FFT arithmetic circuit used in an OFDM demodulator for converting input data in a time domain into data in a frequency domain, wherein an arithmetic word of an arbitrary stage is calculated based on a simulation result of accuracy and amplitude distribution of the input data. An FFT arithmetic circuit comprising an arithmetic result output means for limiting the length and outputting an arithmetic result.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007535847A (en) * 2004-04-30 2007-12-06 アナログ デバイス,ビー.ブイ. Improvements in multi-carrier modulation systems
JP2011060177A (en) * 2009-09-14 2011-03-24 Mitsubishi Electric Corp Fast fourier transform arithmetic unit

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