JP2008186396A - 高速フーリエ変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】4以上を最大基数とするバタフライ演算器1を備える高速フーリエ変換装置であって、最大基数個の分割メモリで構成されバタフライ演算器の入出力データの記憶に使用するメモリ部2と、最大基数の2を底とする指数をビット数とする切り換え制御信号を生成する制御信号生成器5と、最大基数の1/2の個数を1組とする2入力2出力の信号切り換え器を前記ビット数に相当する数だけ含み、書き込み先の分割メモリを切り換える入力信号切り換え部3と、最大基数の1/2の個数を1組とする2入力2出力の信号切り換え器を前記ビット数に相当する数だけ含み、読み出し元の分割メモリを切り換る出力信号切り換え部4と、を備える。
【選択図】 図1
Description
a = wkx1
y0 = x0+a
y1 = x0−a …(4)
図1は、本発明にかかる高速フーリエ変換装置の実施の形態1の機能構成例を示す図である。図1に示すように、本実施の形態の高速フーリエ変換装置は、基数8のバタフライ演算を行うバタフライ演算器1と、バタフライ演算器1の入出力データが記憶され、8個の分割メモリ#0〜#7で構成されるメモリ部2と、入力データの書き込み先の分割メモリ#0〜#7を切り換える入力信号切り換え部3と、分割メモリ#0〜#7からの出力データの出力先を切り換える出力信号切り換え部4と、入力信号切り換え部3と出力信号切り換え部4の切り換えを制御するための切り換え制御信号を生成するとともに分割メモリ#0〜#7に対して書き込みおよび読み出しメモリアドレスを指示する制御信号生成器5と、メモリを分割しない場合のメモリアドレスに相当する未分割メモリアドレス(分割されていない状態の1つのメモリを想定した場合におけるメモリアドレスに相当する数値)を生成するアドレス生成器6と、で構成される。さらに、入力信号切り換え部3は、2入力2出力の信号切り換え器7−1〜7−12で構成され、出力信号切り換え部4は、2入力2出力の信号切り換え器8−1〜8−12で構成される。入力信号切り換え部3は、4つの切り換え器ごとに、同じ制御信号に基づき同一の切り換えを行う。この同一の切り換えを行う信号切り換え器7−1〜7−4,信号切り換え器7−5〜7−8,信号切り換え器7−9〜7−12この同じ制御信号に基づき同一の切り換えを行う4つの切り換え器で1段の切り換え器を行い、合計3段の切り換えを行う。
a1 = w2kx1
a2 = wkx2
a3 = w3kx3
b0 = x0+a1
b1 = x0−a1
b2 = a2+a3
b3 = −j(a2−a3)
y0 = b0+b2
y1 = b1+b3
y2 = b0−b2
y3 = b1−b3 …(5)
c0=EXOR(b0,b2)
c1=EXOR(b1,b3) …(6)
EXOR(0,0)=0
EXOR(0,1)=1
EXOR(1,0)=1
EXOR(1,1)=0 …(7)
c0´=EXOR(a0,a2)
c1´=EXOR(a1,a3) …(8)
c0=EXOR(b0,b3)
c1=EXOR(b1,b4)
c2=EXOR(b2,b5) …(9)
c0´=EXOR(a0,a3)
c1´=EXOR(a1,a4)
c2´=EXOR(a2,a5) …(10)
c0´=EXOR(a0,am,…,a(L−m+1))
c1´=EXOR(a1,a(m+1),…,a(L−m+2))
c2´=EXOR(a2,a(m+2),…,a(L−m+3))
…
c(m−1)´=EXOR(a(m−1),a(2m−1),…,aL) …(11)
c0=EXOR(b0,bm,…,b(L−m+1))
c1=EXOR(b1,b(m+1),…,b(L−m+2))
c2=EXOR(b2,b(m+2),…,b(L−m+3))
…
c(m−1)=EXOR(b(m−1),b(2m−1),…,bL) …(12)
図11は、本発明にかかる高速フーリエ変換装置の実施の形態2の機能構成例を示す図である。本実施の形態の高速フーリエ変換装置は、実施の形態1の高速フーリエ変換装置のバタフライ演算器1,メモリ部2,入力信号切り換え部3,出力信号切り換え部4,制御信号生成部5を、それぞれバタフライ演算器1a,メモリ部2a,入力信号切り換え部3a,出力信号切り換え部4a,制御信号生成器5aに、替えている。それ以外の構成は実施の形態1と同様である。実施の形態1と同様の機能のものは、同一の符号を付して説明を省略する。
c0=EXOR(b0,b2,b4)=EXOR(e0,e2,e4)
c1=EXOR(b1,b3)=EXOR(e1,e3) …(13)
c0´=EXOR(a0,a2,a4)
c1´=EXOR(a1,a3) …(14)
c0´=EXOR(a0,am,…,a(S×m−m),a(S×m))
c1´=EXOR(a1,a(m+1),…,a(S×m−m+1),a(S×m+1))
…
c(RE−1)´=EXOR(a2,a(m+2),…,a(L―m),aL)
…
c(m−1)´
=EXOR(a(m−1),a(2m−1),…,a(S×m−1)) …(15)
c0=EXOR(b0,b2,b4)=EXOR(e2,e1,e4)
c1=EXOR(b1,b3)=EXOR(e0,e3) …(16)
c0=EXOR(b0,b2,b4)=EXOR(e2,e4,e1)
c1=EXOR(b1,b3)=EXOR(e3,e0) …(17)
d=log2(N) mod log2(nm) …(17)
2,2a,2b,2c,11,11a メモリ部
3,3a,3b,12,12a 入力信号切り換え部
4,4a,4b,13,13a 出力信号切り換え部
5,5a 制御信号生成器
6 アドレス生成器
7−1〜7−12,8−1〜8−12 信号切り換え器
9,9a メモリ
14,15 メモリ入れ替えスイッチ
16 セレクタ
Claims (6)
- 4以上を最大基数とするバタフライ演算器を備える高速フーリエ変換装置であって、
前記最大基数の個数の分割メモリで構成され、前記バタフライ演算器の入出力データの記憶に使用する記憶手段と、
前記最大基数の2を底とする指数をビット数とする切り換え制御信号を生成する制御手段と、
前記最大基数の1/2の個数を1組とする2入力2出力の信号切り換え器を、前記ビット数に相当する数だけ含み、入力データまたはバタフライ演算の演算結果の書き込み先の分割メモリを切り換える入力信号切り換え手段と、
前記最大基数の1/2の個数を1組とする2入力2出力の信号切り換え器を、前記ビット数に相当する数だけ含み、読み出し元の分割メモリを切り換え、前記バタフライ演算器にデータを出力する出力信号切り換え手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記入力信号切り換え手段の各々の組に切り換え制御信号のビットをそれぞれ対応させ、前記出力信号切り換え手段の各々の組に、前記入力信号切り換え手段の各々の組に対応させたビットと対象となるように前記切り換え制御信号のビットをそれぞれ対応させ、
前記入力信号切り換え手段を構成する信号切り換え器、および、前記出力信号切り換え手段を構成する信号切り換え器は、第1の入力および第2の入力をそれぞれ第1の出力および第2の出力に接続する状態と、第1の入力および第2の入力をそれぞれ第2の出力および第1の出力に接続する状態と、を前記切り換え制御信号の対応ビットに基づいて切り換えることを特徴とする高速フーリエ変換装置。 - 前記切り換え制御信号を、分割されていない状態の1つのメモリを想定した場合におけるメモリアドレスに相当する数値、を示す各ビットの排他的論理和により生成することを特徴とする請求項1に記載の高速フーリエ変換装置。
- 前記バタフライ演算器を単一基数とし、前記最大基数をNとし、入力データ数を2の(L+1)乗個とし、a0、a1、…、aLをそれぞれバタフライ演算ごとの前記数値から選択した最小の数値を示す各ビットとするとき、mビットの切り換え制御信号c0´、c1´、・・・、c(m−1)´を、
c0´=EXOR(a0,am,…,a(L−m+1))
c1´=EXOR(a1,a(m+1),…,a(L−m+2))
c2´=EXOR(a2,a(m+2),…,a(L−m+3))
…
c(m−1)´=EXOR(a(m−1),a(2m−1),…,aL)
により生成することを特徴とする請求項2に記載の高速フーリエ変換装置。 - 前記バタフライ演算器を混合基数とし、前記最大基数をNとし、入力データ数を2の(L+1)乗個とし、a0、a1、…、aLをそれぞれバタフライ演算ごとの前記数値から選択した最小の数値を示す各ビットとし、(L+1)が切り換え制御信号のビット数mで割り切れない場合に、(L+1)をmで割った商をS、余りをREとするとき、mビットの切り換え制御信号c0´、c1´、・・・、c(m−1)´を、
c0´=EXOR(a0,am,…,a(S×m−m),a(S×m))
c1´=EXOR(a1,a(m+1),…,a(S×m−m+1),a(S×m+1))
…
c(RE−1)´=EXOR(a2,a(m+2),…,a(L―m),aL)
…
c(m−1)´
=EXOR(a(m−1),a(2m−1),…,a(S×m−1))
により生成することを特徴とする請求項2に記載の高速フーリエ変換装置。 - 2つの分割メモリの接続先の入れ替えを行うメモリ接続入れ替え手段、
をさらに備え、
前記バタフライ演算器を混合基数とし、前記最大基数を4とし、
前記制御手段は、前記最大基数のバタフライ演算と、前記最大基数以外の基数のバタフライ演算と、の切り換えを指示し、前記最大基数のバタフライ演算の指示を行う場合には、前記メモリ接続切り換え手段にメモリの入れ替えを行わない旨を指示し、前記最大基数以外の基数のバタフライ演算の指示を行う場合には、前記メモリ接続切り換え手段にメモリの入れ替えを指示し、
前記バタフライ演算器は、前記最大基数のバタフライ演算と前記最大基数以外の基数のバタフライ演算とを前記制御手段からの指示に基づき切り換えることを特徴とする請求項4に記載の高速フーリエ変換装置。 - 前記分割メモリをさらに分割して記憶するための2つのシングルポートメモリと、
前記入力信号切り換え手段と前記分割メモリとの接続を前記2つのシングルポートメモリ間で切り換える入力メモリ切り換え手段と、
前記出力信号切り換え手段と前記分割メモリとの接続を前記2つのシングルポートメモリ間で切り換える出力メモリ切り換え手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の高速フーリエ変換装置。
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- 2007-01-31 JP JP2007021584A patent/JP4755610B2/ja active Active
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