JPH06208579A - 高速フーリエ変換装置 - Google Patents
高速フーリエ変換装置Info
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- JPH06208579A JPH06208579A JP5001770A JP177093A JPH06208579A JP H06208579 A JPH06208579 A JP H06208579A JP 5001770 A JP5001770 A JP 5001770A JP 177093 A JP177093 A JP 177093A JP H06208579 A JPH06208579 A JP H06208579A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuits
- fourier transform
- circuit
- fast fourier
- butterfly operation
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多点の入力データをハードウェアで並列的に
高速フーリエ変換する装置に関し、ハードウェア規模を
さらに縮小してコストをより削減することが可能となる
装置の提供を目的とする。 【構成】 基数2の直列型で個数が2のべき乗とされた
FFT回路10を並列に配置した前段部12と、並列型
とされた一対の拡張されたFFT回路14を備え、回路
10で得られた2ワイド出力の一方と他方とが両回路1
4へ各々供給される後段部16と、を有し、回路14
は、行列配置され行先頭へ回路10から出力が供給され
る複数のバタフライ演算回路18と、各回路18に内蔵
された捻り係数乗算回路20と、回路18毎に設けられ
対応した回路18の行列位置と各回路10のデータ点数
と回路10の個数とから定まる捻り係数の列を該当の回
路20へ与える捻り係数供給回路22と、を含む。
高速フーリエ変換する装置に関し、ハードウェア規模を
さらに縮小してコストをより削減することが可能となる
装置の提供を目的とする。 【構成】 基数2の直列型で個数が2のべき乗とされた
FFT回路10を並列に配置した前段部12と、並列型
とされた一対の拡張されたFFT回路14を備え、回路
10で得られた2ワイド出力の一方と他方とが両回路1
4へ各々供給される後段部16と、を有し、回路14
は、行列配置され行先頭へ回路10から出力が供給され
る複数のバタフライ演算回路18と、各回路18に内蔵
された捻り係数乗算回路20と、回路18毎に設けられ
対応した回路18の行列位置と各回路10のデータ点数
と回路10の個数とから定まる捻り係数の列を該当の回
路20へ与える捻り係数供給回路22と、を含む。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多点の入力データをハ
ードウェアで並列的に高速フーリエ変換する装置に関す
るものである。
ードウェアで並列的に高速フーリエ変換する装置に関す
るものである。
【0002】この種の装置によれば、多点の入力データ
がハードウェアで並列的にフーリエ変換されることか
ら、各種信号の処理やデータの解析をきわめて高速に行
なうことが可能となる。
がハードウェアで並列的にフーリエ変換されることか
ら、各種信号の処理やデータの解析をきわめて高速に行
なうことが可能となる。
【0003】
【従来の技術】図5では特願平3−31928号におい
て提案された装置の構成が説明されており、点数m×n
の入力データ100が前段部12へ2×n個ずつ並列に
供給される。
て提案された装置の構成が説明されており、点数m×n
の入力データ100が前段部12へ2×n個ずつ並列に
供給される。
【0004】その前段部12は基数2の直列型で個数n
個の高速フーリエ変換回路(高速フーリエ変換パイプラ
イン装置)10を並列に配置した構成とされており、各
高速フーリエ変換回路10で得られた2ワイド出力のデ
ータは乗算部30へ供給される。
個の高速フーリエ変換回路(高速フーリエ変換パイプラ
イン装置)10を並列に配置した構成とされており、各
高速フーリエ変換回路10で得られた2ワイド出力のデ
ータは乗算部30へ供給される。
【0005】乗算部30では各高速フーリエ変換回路1
0から供給されたデータに該当の捻り係数を乗算する処
理が行なわれ、その処理により得られた(2ワイド出力
の)データ(個数は2×n)は後段部16へ供給され
る。
0から供給されたデータに該当の捻り係数を乗算する処
理が行なわれ、その処理により得られた(2ワイド出力
の)データ(個数は2×n)は後段部16へ供給され
る。
【0006】後段部16には並列型とされた一対の高速
フーリエ変換回路(並列高速フーリエ変換装置)14が
設けられており、前段部12の高速フーリエ変換回路の
各2ワイド出力の一方と他方が乗算部30を経由して両
高速フーリエ変換回路14に各々供給される。
フーリエ変換回路(並列高速フーリエ変換装置)14が
設けられており、前段部12の高速フーリエ変換回路の
各2ワイド出力の一方と他方が乗算部30を経由して両
高速フーリエ変換回路14に各々供給される。
【0007】なお、高速フーリエ変換回路14のデータ
点数は前段部12における高速フーリエ変換回路10の
個数nと等しいものとされており、これらの高速フーリ
エ変換回路14はバタフライ演算回路群を行列配置して
構成できる。
点数は前段部12における高速フーリエ変換回路10の
個数nと等しいものとされており、これらの高速フーリ
エ変換回路14はバタフライ演算回路群を行列配置して
構成できる。
【0008】以上の提案によれば、フーリエ変換の並列
度(2×n)を入力データの点数(N=m×n)と処理
速度との関係において柔軟に定めることが可能となり、
したがって、処理の高速性を確保しながら、その処理に
必要なハードウェアの規模を縮小できる。
度(2×n)を入力データの点数(N=m×n)と処理
速度との関係において柔軟に定めることが可能となり、
したがって、処理の高速性を確保しながら、その処理に
必要なハードウェアの規模を縮小できる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、装置の
製造コストをより低減することが望まれており、このた
め、そのハードウェアの規模をさらに縮小することが必
要とされた。
製造コストをより低減することが望まれており、このた
め、そのハードウェアの規模をさらに縮小することが必
要とされた。
【0010】本発明は上記従来の事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、ハードウェア規模をさらに縮
小することが可能となる高速フーリエ変換装置を提供す
ることにある。
ものであり、その目的は、ハードウェア規模をさらに縮
小することが可能となる高速フーリエ変換装置を提供す
ることにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかる高速フーリエ変換装置は図1のよう
に構成されており、同図の装置は、基数が2の直列型で
個数(n)が2のべき乗とされた高速フーリエ変換回路
10(データ点数m)を並列に配置した前段部12(並
列度は2×nで、総データ点数Nはm×n)と、並列型
とされた一対の拡張された高速フーリエ変換回路14
(データ点数n)を備え、前段部12の各フーリエ変換
回路10で得られた2ワイド出力の一方と他方とが両高
速フーリエ変換回路14へ各々供給される後段部16
と、を有している。
に、本発明にかかる高速フーリエ変換装置は図1のよう
に構成されており、同図の装置は、基数が2の直列型で
個数(n)が2のべき乗とされた高速フーリエ変換回路
10(データ点数m)を並列に配置した前段部12(並
列度は2×nで、総データ点数Nはm×n)と、並列型
とされた一対の拡張された高速フーリエ変換回路14
(データ点数n)を備え、前段部12の各フーリエ変換
回路10で得られた2ワイド出力の一方と他方とが両高
速フーリエ変換回路14へ各々供給される後段部16
と、を有している。
【0012】これらのうち、後段部16の拡張された高
速フーリエ変換回路14は、行列配置され行先頭へ前段
部12における該当の高速フーリエ変換回路10から出
力が供給される複数のバタフライ演算回路18と、各バ
タフライ演算回路18に内蔵され回路入力と与えられた
捻り係数とを乗算する捻り係数乗算回路20と、バタフ
ライ演算回路18毎に設けられ、対応したバタフライ演
算回路18の行列位置と前段部12の各高速フーリエ変
換回路10へ入力されるデータの点数(m)と高速フー
リエ変換回路10の個数(n)とから定まる捻り係数の
列を該当の捻り係数乗算回路20へ与える捻り係数供給
回路22と、を含んでいる。
速フーリエ変換回路14は、行列配置され行先頭へ前段
部12における該当の高速フーリエ変換回路10から出
力が供給される複数のバタフライ演算回路18と、各バ
タフライ演算回路18に内蔵され回路入力と与えられた
捻り係数とを乗算する捻り係数乗算回路20と、バタフ
ライ演算回路18毎に設けられ、対応したバタフライ演
算回路18の行列位置と前段部12の各高速フーリエ変
換回路10へ入力されるデータの点数(m)と高速フー
リエ変換回路10の個数(n)とから定まる捻り係数の
列を該当の捻り係数乗算回路20へ与える捻り係数供給
回路22と、を含んでいる。
【0013】
【作用】本発明では、前記提案装置における捻り係数の
乗算部30が省略されており、前段部12の2ワイド出
力が後段部16へ直接供給される。
乗算部30が省略されており、前段部12の2ワイド出
力が後段部16へ直接供給される。
【0014】そして、後段部16には2ワイド出力の一
方と他方とが各々供給される一対の拡張された高速フー
リエ変換回路14が設けられ、これらにはバタフライ演
算回路18が行列配置される。
方と他方とが各々供給される一対の拡張された高速フー
リエ変換回路14が設けられ、これらにはバタフライ演
算回路18が行列配置される。
【0015】さらに、拡張された捻り係数供給部22が
各バタフライ演算回路18について設けられ、各捻り係
数供給部22から各バタフライ演算回路の捻り係数乗算
部20へ所定の捻り係数列(係数の個数はm÷2,従来
例では個数は1個であった。)が供給される。
各バタフライ演算回路18について設けられ、各捻り係
数供給部22から各バタフライ演算回路の捻り係数乗算
部20へ所定の捻り係数列(係数の個数はm÷2,従来
例では個数は1個であった。)が供給される。
【0016】その結果、前記提案装置の捻り係数乗算部
30と等価な内容の処理が後段部16の拡張された高速
フーリエ演算回路14内で行なわれ、正しい高速フーリ
エ変換の結果が後段部16から出力される。
30と等価な内容の処理が後段部16の拡張された高速
フーリエ演算回路14内で行なわれ、正しい高速フーリ
エ変換の結果が後段部16から出力される。
【0017】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明にかかる高速フ
ーリエ変換装置の好適な実施例を説明する。
ーリエ変換装置の好適な実施例を説明する。
【0018】図2には総データ点数Nが32とされた実
施例の全体構成が示されており、この例では、前記提案
装置における捻り係数の乗算部30が省略され、前段部
12の出力が後段部16へ直接出力される。
施例の全体構成が示されており、この例では、前記提案
装置における捻り係数の乗算部30が省略され、前段部
12の出力が後段部16へ直接出力される。
【0019】そして、前段部12は基数が2で直列型の
高速フーリエ変換回路10を並列に配置した構成とされ
ており、これら高速フーリエ変換回路10のデータ点数
は8で、個数は4とされている。
高速フーリエ変換回路10を並列に配置した構成とされ
ており、これら高速フーリエ変換回路10のデータ点数
は8で、個数は4とされている。
【0020】また、後段部16はデータ点数が4の並列
型とされた拡張された高速フーリエ変換回路14の対で
構成されており、前段部12の各フーリエ変換回路10
において得られた2ワイド出力の一方と他方とがこれら
の高速フーリエ変換回路14へ各々供給されている。
型とされた拡張された高速フーリエ変換回路14の対で
構成されており、前段部12の各フーリエ変換回路10
において得られた2ワイド出力の一方と他方とがこれら
の高速フーリエ変換回路14へ各々供給されている。
【0021】図3には拡張された高速フーリエ変換回路
14の構成が示されており、各高速フーリエ変換回路1
4には4つのバタフライ演算回路18が2行2列に配置
され、行先頭へ前段部12における該当の高速フーリエ
変換回路10から出力が供給される。
14の構成が示されており、各高速フーリエ変換回路1
4には4つのバタフライ演算回路18が2行2列に配置
され、行先頭へ前段部12における該当の高速フーリエ
変換回路10から出力が供給される。
【0022】さらに、図4のように捻り係数乗算回路2
0がバタフライ演算回路18に各々内蔵されており、バ
タフライ演算入力と与えられた捻り係数との乗算が各捻
り係数乗算回路20で行なわれる。
0がバタフライ演算回路18に各々内蔵されており、バ
タフライ演算入力と与えられた捻り係数との乗算が各捻
り係数乗算回路20で行なわれる。
【0023】そして、バタフライ演算回路18毎に捻り
係数供給回路22(FIFOメモリ)が設けられてお
り、対応したバタフライ演算回路18の行列位置と前段
部12の各高速フーリエ変換回路10へ入力されるデー
タの点数と高速フーリエ変換回路10の個数とから定ま
る捻り係数の列が該当の捻り係数乗算回路20へ与えら
れる。
係数供給回路22(FIFOメモリ)が設けられてお
り、対応したバタフライ演算回路18の行列位置と前段
部12の各高速フーリエ変換回路10へ入力されるデー
タの点数と高速フーリエ変換回路10の個数とから定ま
る捻り係数の列が該当の捻り係数乗算回路20へ与えら
れる。
【0024】ここで、32点DFT(離散フーリエ変
換)を(((2×2)×2)×2)×2に分解すると、
その式は、 で表される。ただし、n,k=0,1,・・・32−
1,W=exp[(−2π×j)/32]とする。
換)を(((2×2)×2)×2)×2に分解すると、
その式は、 で表される。ただし、n,k=0,1,・・・32−
1,W=exp[(−2π×j)/32]とする。
【0025】さらに、 と置くと、
【0026】 が得られる。
【0027】ただし、 とする。
【0028】そして、W**(25×ki×nj)=1に注
目して整理すると、
目して整理すると、
【0029】 が得られる。
【0030】これは以下の5ステップに分解して計算で
きる。ただし、係数Wには を用いる。
きる。ただし、係数Wには を用いる。
【0031】・第1ステップ ・第2ステップ ・第3ステップ
【0032】・第4ステップ ・第5ステップ
【0033】X(n4,n3,n2,n1,n0)=x5(n
0,n1,n2,n3,n4) ただし、これら第1ステップ〜第5ステップの式におい
ては、計算順序が規定されていない。
0,n1,n2,n3,n4) ただし、これら第1ステップ〜第5ステップの式におい
ては、計算順序が規定されていない。
【0034】また、W2=exp(−j×2π/2)=
−1であることから、第1ステップ〜第5ステップの式
は”{ }”内の値の2点DFT計算(FFT計算)を
示している。
−1であることから、第1ステップ〜第5ステップの式
は”{ }”内の値の2点DFT計算(FFT計算)を
示している。
【0035】これらをさらに展開する。・第1ステップ
の式 ・第2ステップの式 ・第3ステップの式 ・第4ステップの式 ・第5ステップの式 以上の展開式は基数が2でデータ点数が32=2×2×
2×2×2の直列型高速フーリエ変換パイプラインによ
る各段の計算過程を示しており、ステップ4,5の展開
式において、n0,n1,n2をσ2で表すと、 ・第4ステップの式 ・第5ステップの式 が得られる。
の式 ・第2ステップの式 ・第3ステップの式 ・第4ステップの式 ・第5ステップの式 以上の展開式は基数が2でデータ点数が32=2×2×
2×2×2の直列型高速フーリエ変換パイプラインによ
る各段の計算過程を示しており、ステップ4,5の展開
式において、n0,n1,n2をσ2で表すと、 ・第4ステップの式 ・第5ステップの式 が得られる。
【0036】さらに、n0=n1=n2=0,σ2=0とし
てこれらのパラメータn0,n1,n2,σ2を定数化する
と、上記ステップ4,5の式は4点高速フーリエ変換の
展開形となる。
てこれらのパラメータn0,n1,n2,σ2を定数化する
と、上記ステップ4,5の式は4点高速フーリエ変換の
展開形となる。
【0037】そこで、n3,k0=0,1を代入し、x
3,x4,x5間のフロー・グラフを作成すると、図4の
ように4つのバタフライ演算回路18を2行2列に配置
した並列4点の高速フーリエ変換回路14が得られる。
3,x4,x5間のフロー・グラフを作成すると、図4の
ように4つのバタフライ演算回路18を2行2列に配置
した並列4点の高速フーリエ変換回路14が得られる。
【0038】この高速フーリエ変換回路14は図2のよ
うに一対用意されており、それらにおいて行列配置され
たバタフライ演算回路18のうち行先頭に位置したバタ
フライ演算回路18へ、前段部12の対応した各高速フ
ーリエ変換回路10から、図3のように2ワイド出力
{ x3(σ2,0,0),x3(σ2,1,0),x3(σ
2,0,1),x3(σ2,1,1) }のデータ(インデ
ックn1,n0 に関してシリアル)が与えられる。
うに一対用意されており、それらにおいて行列配置され
たバタフライ演算回路18のうち行先頭に位置したバタ
フライ演算回路18へ、前段部12の対応した各高速フ
ーリエ変換回路10から、図3のように2ワイド出力
{ x3(σ2,0,0),x3(σ2,1,0),x3(σ
2,0,1),x3(σ2,1,1) }のデータ(インデ
ックn1,n0 に関してシリアル)が与えられる。
【0039】そして、各バタフライ演算回路18の捻り
係数乗算回路22では回路入力と与えられた捻り係数と
が乗算され、各捻り係数乗算回路20へ対応した捻り係
数供給回路22から与えられる捻り係数の列は、σ1=
(n0,n1)を(0,0),(0,1),(1,0),
(1,1)と変えて各高速フーリエ変換回路10の出力
順に対応して得られる。これら捻り係数供給22のメモ
リ内容(〜)は、W=exp(−2πj/32)の
ときに、 ; W0,W4,W2,W6 ; W0,W4,W2,W6 ; W8,W12,W10,W14 ; W8,W12,W10,W14 ; W0,W2,W1,W3 ; W8,W10,W9,W11 ; W4,W6,W5,W7 ; W12,W14,W13,W15 と設定される。
係数乗算回路22では回路入力と与えられた捻り係数と
が乗算され、各捻り係数乗算回路20へ対応した捻り係
数供給回路22から与えられる捻り係数の列は、σ1=
(n0,n1)を(0,0),(0,1),(1,0),
(1,1)と変えて各高速フーリエ変換回路10の出力
順に対応して得られる。これら捻り係数供給22のメモ
リ内容(〜)は、W=exp(−2πj/32)の
ときに、 ; W0,W4,W2,W6 ; W0,W4,W2,W6 ; W8,W12,W10,W14 ; W8,W12,W10,W14 ; W0,W2,W1,W3 ; W8,W10,W9,W11 ; W4,W6,W5,W7 ; W12,W14,W13,W15 と設定される。
【0040】それら係数の供給により、図5における捻
り係数乗算部30と並列高速フーリエ変換回路14とに
おける係数乗算と等価な内容の処理が後段部16の高速
フーリエ演算回路14対で行なわれ、正しい高速フーリ
エ変換の結果が後段部16から出力される。
り係数乗算部30と並列高速フーリエ変換回路14とに
おける係数乗算と等価な内容の処理が後段部16の高速
フーリエ演算回路14対で行なわれ、正しい高速フーリ
エ変換の結果が後段部16から出力される。
【0041】したがって本実施例によれば、図5におけ
る捻り係数乗算部30を省略してハードウェアの規模を
縮小でき、このため、装置の製造コストをより削減する
ことが可能となる。
る捻り係数乗算部30を省略してハードウェアの規模を
縮小でき、このため、装置の製造コストをより削減する
ことが可能となる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、後
段部がバタフライ演算回路で構成される場合(例えば、
バタフライ演算回路を基本の構成ユニットとしたLSI
の場合)、各バタフライ演算回路に内蔵された乗算回路
を活用して前段,後段と2段階でフーリエ変換を行う場
合にその中間で必要となる捻り係数の乗算処理を行なえ
るので、前段部,後段部間に挿入される捻り係数乗算部
を省いて装置のハードウェア規模を縮小し、そのコスト
をより削減することが可能となる。
段部がバタフライ演算回路で構成される場合(例えば、
バタフライ演算回路を基本の構成ユニットとしたLSI
の場合)、各バタフライ演算回路に内蔵された乗算回路
を活用して前段,後段と2段階でフーリエ変換を行う場
合にその中間で必要となる捻り係数の乗算処理を行なえ
るので、前段部,後段部間に挿入される捻り係数乗算部
を省いて装置のハードウェア規模を縮小し、そのコスト
をより削減することが可能となる。
【図1】発明の原理説明図である。
【図2】実施例の全体構成説明図である。
【図3】実施例における後段部の構成説明図である。
【図4】実施例の後段部を構成するバタフライ演算回路
の構成説明図である。
の構成説明図である。
【図5】従来例の構成説明図である。
10 高速フーリエ変換回路 12 前段部 14 高速フーリエ変換回路 16 後段部 18 バタフライ演算回路 20 捻り係数乗算回路 22 捻り係数供給回路
Claims (1)
- 【請求項1】 基数が2の直列型で個数が2のべき乗と
された高速フーリエ変換回路(10)を並列に配置した
前段部(12)と、 並列型とされた一対の拡張された高速フーリエ変換回路
(14)を備え、前段部(12)の各フーリエ変換回路
(10)で得られた2ワイド出力の一方と他方とが両高
速フーリエ変換回路(14)へ各々供給される後段部
(16)と、 を有し、 後段部(16)の拡張された高速フーリエ変換回路(1
4)は、 行列配置され行先頭へ前段部(12)における該当の高
速フーリエ変換回路(10)から出力が供給される複数
のバタフライ演算回路(18)と、 各バタフライ演算回路(18)に内蔵され回路入力と与
えられた捻り係数とを乗算する捻り係数乗算回路(2
0)と、 バタフライ演算回路(18)毎に設けられ、対応したバ
タフライ演算回路(18)の行列位置と前段部(12)
の各高速フーリエ変換回路(10)へ入力されるデータ
の点数と高速フーリエ変換回路(10)の個数とから定
まる捻り係数の列を該当の捻り係数乗算回路(20)へ
与える捻り係数供給回路(22)と、 を含む、 ことを特徴とした高速フーリエ変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5001770A JPH06208579A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 高速フーリエ変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5001770A JPH06208579A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 高速フーリエ変換装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06208579A true JPH06208579A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=11510816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5001770A Pending JPH06208579A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 高速フーリエ変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06208579A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100617248B1 (ko) * | 2005-05-18 | 2006-09-01 | 한국전자통신연구원 | 고속 푸리에 변환 장치 및 방법 |
-
1993
- 1993-01-08 JP JP5001770A patent/JPH06208579A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100617248B1 (ko) * | 2005-05-18 | 2006-09-01 | 한국전자통신연구원 | 고속 푸리에 변환 장치 및 방법 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020205 |