RU2006123934A - Архитектура и способ бпф - Google Patents

Claims (31)

1. Способ определения rⁿ-точечного быстрого преобразования Фурье (БПФ) по основанию r, содержащий шаги:

записывают преобразуемые выборки в память, содержащую r выборок в строке;

считывают из памяти r строк;

определяют r частичных БПФ по основанию r для получения r² значений частичных БПФ;

применяют к r² значений частичных БПФ поворачивающие множители для получения r² взвешенных значений частичных БПФ;

записывают r² взвешенных значений частичных БПФ в блок регистров;

транспонируют r² взвешенных значений частичных БПФ в блоке регистров для получения транспонированных значений;

записывают транспонированные значения в память; и

определяют по содержимому памяти значения БПФ.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что шаг записи выборок в память включает в себя запись преобразуемых выборок по столбцам в память, имеющую r^n-1 строку и rⁿ столбец.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что шаг записи выборок в память включает в себя запись преобразуемых комплексных выборок в память.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что шаг считывания r строк из памяти содержит следующие шаги:

определяют индексы r строк;

считывают строки из памяти, соответствующие индексам r строк.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что шаг определения индексов r строк включает в себя определение индекса строки, соответствующего формуле a_i=i×r^n-k-1, где k обозначает этап выполнения БПФ, для i от 0 до (r-1).

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что шаг применения поворачивающих множителей к значениям частичных БПФ содержит следующие шаги:

извлекают, по меньшей мере, один комплексный поворачивающий множитель; и

выполняют операцию комплексного умножения, по меньшей мере, одного комплексного поворачивающего множителя на соответствующее одно из r² значений частичных БПФ.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что шаг записи r² взвешенных значений частичных БПФ в блок регистров включает в себя запись r² взвешенных значений частичных БПФ в блок регистров, сконфигурированный в виде r строк и r столбцов.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что шаг транспонирования r² взвешенных значений частичных БПФ содержит следующие шаги:

извлекают взвешенное значение частичного БПФ, соответствующее строке и столбцу блока регистров;

транспонируют индексы строки и столбца; и

записывают взвешенное значение частичного БПФ в строку и столбец, соответствующие транспонированным индексам.

9. Способ определения rⁿ-точечного быстрого преобразования Фурье (БПФ) по основанию r, содержащий шаги:

записывают преобразуемые выборки в память, содержащую r выборок в строке;

инициализируют значение этапа;

инициализируют значение блока;

проводят обработку этапа БПФ, причем обработка содержит следующие шаги:

a) на основе значения этапа определяют число блоков;

b) извлекают из памяти r строк;

c) определяют r частичных БПФ по основанию r для получения r² значений частичных БПФ;

d) применяют к r² значениям частичных БПФ поворачивающие множители для получения r² взвешенных значений частичных БПФ;

e) транспонируют r² взвешенных значений частичных БПФ в блоке регистров для получения транспонированных значений;

f) записывают транспонированные значения в память; и

g) повторяют шаги с b) по f) в зависимости значений блока и этапа;

h) увеличивают на единицу значение этапа; и

повторяют обработку этапа БПФ n раз; и

определяют по содержимому памяти значения БПФ.

10. Способ определения rⁿ-точечного быстрого преобразования Фурье (БПФ) по основанию r, содержащий шаги:

записывают преобразуемые выборки в память, содержащую r выборок в строке;

a) инициализируют счетчик этапов;

b) инициализируют счетчик блоков и счетчик частичных БПФ;

c) извлекают из памяти r строк на основании значений счетчика этапов, блоков и частичных БПФ;

d) определяют r частичных БПФ по основанию r для получения r² значений частичных БПФ;

e) применяют к r² значениям частичных БПФ поворачивающие множители для получения r² взвешенных значений частичных БПФ;

f) записывают r² взвешенных значений частичных БПФ в блок регистров;

g) транспонируют r² взвешенных значений частичных БПФ в блоке регистров для получения транспонированных значений;

i) записывают транспонированные значения в память;

j) обновляют счетчик частичных БПФ и счетчик блоков;

k) повторяют шаги с c) по k) в зависимости от значения счетчика этапов и счетчика частичных БПФ;

l) обновляют значение счетчика этапов;

m) повторяют шаги с b) по k) в зависимости от значения счетчика этапов; и определяют из содержимого памяти значения БПФ.

11. Устройство определения rⁿ-точечного быстрого преобразования Фурье (БПФ) по основанию r, причем устройство содержит

память, предназначенную для хранения rⁿ выборок по r выборок в строке памяти;

процессор БПФ, предназначенный для выполнения r r-точечных частичных БПФ на выборках r строк памяти;

блок регистров, содержащий r² регистров, сконфигурированный в виде r столбцов по r строк и предназначенный для приема выходных значений из процессора БПФ; и

модуль транспонирования, предназначенный для транспонирования значений в блоке регистров и записи транспонированных значений в r строк из памяти, работающей под управлением процессора БПФ.

12. Устройство по п.11, дополнительно содержащее

память поворачивающих множителей для хранения, по меньшей мере, одного поворачивающего множителя БПФ; и

по меньшей мере, один умножитель, предназначенный для умножения значения из регистра в блоке регистров на поворачивающий множитель БПФ из памяти поворачивающих множителей и записи выходного значения в регистр.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что упомянутый, по меньшей мере, один умножитель содержит, по меньшей мере, один комплексный умножитель.

14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что упомянутый, по меньшей мере, один умножитель содержит r-1 комплексных умножителей.

15. Устройство по п.12, отличающееся тем, что память поворачивающих множителей содержит, по меньшей мере, одно запоминающее устройство из группы, содержащей ПЗУ, ОЗУ, энергонезависимое ОЗУ и флэш-память.

16. Устройство по п.11, отличающееся тем, что rⁿ выборок включают rⁿ комплексных выборок.

17. Устройство по п.11, отличающееся тем, что память содержит ОЗУ.

18. Устройство по п.11, отличающееся тем, что процессор БПФ содержит конвейерный процессор БПФ.

19. Устройство по п.11, отличающееся тем, что модуль транспонирования транспонирует значения в блоке регистров посредством считывания значений по столбцам и записи этих значений в память по строкам.

20. Устройство по п.11, отличающееся тем, что модуль транспонирования транспонирует значения в блоке регистров посредством считывания из блока регистров значения регистра, соответствующего значению строки и значению столбца; транспонирования значения строки и значения столбца и записи значения регистра в регистр, соответствующий транспонированному значению строки и значению столбца.

21. Одно или более запоминающих устройств, предназначенных для хранения одной или более команд, выполняемых процессором, которые при выполнении одним или более процессорами реализуют способ, содержащий следующие шаги:

записывают преобразуемые выборки в память, содержащую r выборок в строке;

считывают из памяти r строк;

определяют r частичных БПФ по основанию r для получения r² значений частичных БПФ;

применяют к r² значений частичных БПФ поворачивающие множители для получения r² взвешенных значений частичных БПФ;

записывают r² взвешенных значений частичных БПФ в блок регистров;

транспонируют r² взвешенных значений частичных БПФ в блоке регистров для получения транспонированных значений;

записывают транспонированные значения в память; и

определяют по содержимому памяти значения БПФ.

22. Устройство определения rⁿ-точечного быстрого преобразования Фурье (БПФ) по основанию r, причем устройство содержит

средство для записи преобразуемых выборок в память, содержащую r выборок в строке;

средство для считывания r строк из памяти;

средство для определения r частичных БПФ по основанию r для получения r² значений частичных БПФ;

средство для применения поворачивающих множителей к r² значениям частичных БПФ для получения r² взвешенных значений частичных БПФ;

средство для записи r² взвешенных значений частичных БПФ в блок регистров;

средство для транспонирования r² взвешенных значений частичных БПФ в блоке регистров для получения транспонированных значений;

средство для записи транспонированных значений в память и

средство для определения значений БПФ из содержимого памяти.

23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что средство для записи выборок в память содержит запись преобразуемых выборок в память, содержащую r^n-1 рядов и r столбцов, по столбцам.

24. Устройство по п. 22, отличающееся тем, что средство для записи выборок в память содержит запись преобразуемых комплексных выборок в память.

25. Устройство по п. 22, отличающееся тем, что средство для считывания r строк из памяти содержит

средство для определения индексов r строк; и

средство для считывания строк из памяти, соответствующих индексам r строк.

26. Устройство по п.24, отличающееся тем, что средство для определения индексов r строк обеспечивает определение индекса строки, соответствующего формуле a_i=i×r^n-k-1, где k обозначает этап БПФ, для i от 0 до (r-1).

27. Устройство по п.22, отличающееся тем, что средство для применения поворачивающих множителей к r² значениям частичных БПФ, содержит

средство для извлечения, по меньшей мере, одного комплексного поворачивающего множителя; и

средство для выполнения операции комплексного умножения упомянутого, по меньшей мере, одного комплексного поворачивающего множителя на соответствующее одно из r² значений частичных БПФ.

28. Устройство по п.22, отличающееся тем, что средство для записи r² взвешенных значений частичных БПФ в блок регистров содержит запись r² взвешенных значений частичных БПФ в блок регистров, сконфигурированный в виде r строк и r столбцов.

29. Устройство по п.28, отличающееся тем, что средство для транспонирования r² взвешенных значений частичных БПФ содержит

средство для извлечения взвешенного значения частичного БПФ, соответствующего строке и столбцу блоке регистров;

средство для транспонирования индексов строки и столбца; и

средство для записи взвешенного значения частичного БПФ в строку и столбец, соответствующие транспонированным индексам.

30. Устройство определения rⁿ-точечного быстрого преобразования Фурье (БПФ) по основанию r, устройство содержит

средство для записи преобразуемых выборок в память, содержащую r выборок в строке;

средство для инициализации значения этапа;

средство для инициализации значения блока;

средство для обработки этапа БПФ, причем средство для обработки содержит

a) средство для определения числа блоков на основе значения этапа;

b) средство для извлечения r строк из памяти;

c) средство для определения r частичных БПФ по основанию r для получения r² значений частичных БПФ;

d) средство для применения поворачивающих множителей к r² значениям частичных БПФ для получения r² взвешенных значений частичных БПФ;

e) средство для транспонирования r² взвешенных значений частичных БПФ в блоке регистров для получения транспонированных значений;

f) средство для записи транспонированных значений в память; и

g) средство для повторения шагов с b) по f) в зависимости от значений блока и этапа;

h) средство для увеличения на единицу значения этапа; и

средство для повторения обработки этапа БПФ n раз и

средство для определения значений БПФ из содержимого памяти.

31. Устройство определения rⁿ-точечного быстрого преобразования Фурье (БПФ) по основанию r, причем устройство содержит

средство для записи преобразуемых выборок в память, содержащую r выборок в строке;

a) средство для инициализации счетчика этапов;

b) средство для инициализации счетчика блоков и счетчика частичных БПФ;

c) средство для извлечения из памяти r строк на основании значений счетчика этапов, блоков и частичных БПФ;

d) средство для определения r частичных БПФ по основанию r для получения r² значений частичных БПФ;

e) средство для применения поворачивающих множителей для к r² значениям частичных БПФ получения r² взвешенных значений частичных БПФ;

f) средство для записи r² взвешенных значений частичных БПФ в блок регистров;

g) средство для транспонирования r² взвешенных значений частичных БПФ в блоке регистров для получения транспонированных значений;

i) средство для записи транспонированных значений в память;

j) средство для обновления счетчика частичных БПФ и счетчика блоков;

k) средство для повторения шагов с c) по k) в зависимости от значения счетчика этапов и счетчика частичных БПФ;

l) средство для обновления значения счетчика этапов;

m) средство для повторения шагов с b) по k) в зависимости от значения счетчика этапов; и

средство для определения значений БПФ из содержимого памяти.