SU1211752A1 - Multichannel device for fast fourier transform with pipeline processing of operators - Google Patents
Multichannel device for fast fourier transform with pipeline processing of operators Download PDFInfo
- Publication number
- SU1211752A1 SU1211752A1 SU843771632A SU3771632A SU1211752A1 SU 1211752 A1 SU1211752 A1 SU 1211752A1 SU 843771632 A SU843771632 A SU 843771632A SU 3771632 A SU3771632 A SU 3771632A SU 1211752 A1 SU1211752 A1 SU 1211752A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- block
- information
- inputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Description
и подключен.к выходу переполнени второго счётчика операндов, счетный вход которого соединен с первбм входом первого элемента ИЛИ-НЕ и подключен к инверсному выходу первого триггера, пр мой выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которог соединен со вторым входом первого элемента ШШ-НЕ и подключен к выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу младшего разр да первого регистра итераций и информационному выходу первого счетчика операндов, выход переполнени которого подключен к счетному входу третьего триггера и входу третьего элемента И, выход которого подключен к тактовому входу первого регистра итераций информационный выход которого подключен к первому входу первого блока элементов И, первому информационному входу третьего блока коммутаторов и информационному входу первого коммутатора, выход которого подключен к инверсному входу третьего элемента И и D -входу третьего триггера, пр мой выход которого подк/почен к первому входу первого элемента И, выходы первого и второго элементов И подключены ко вторымand connected to the overflow output of the second operand counter, the counting input of which is connected to the first input of the first element OR NOT and connected to the inverse output of the first trigger, the direct output of which is connected to the first input of the second element OR NOT, the second input of which is connected to the second the input of the first element SHS-NOT and connected to the output of the OR element, the first and second inputs of which are connected respectively to the low-order output of the first iteration register and the information output of the first operand counter, the overflow output which is connected to the counting input of the third trigger and the input of the third element And, the output of which is connected to the clock input of the first register of iterations, the information output of which is connected to the first input of the first block of elements And, the first information input of the third block of switches and the information input of the first switch, the output of which is connected to the inverse of the input of the third element And and D - the input of the third trigger, the direct output of which is applied to the first input of the first element, and the outputs of the first and second element in And connected to the second
Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам дл реализации быстрого преобразовани Фурье (БПФ), и может быть использовано дл решени задач многоканальной спектрально- коррел ционной обработки последовательностей действительных выборок.The invention relates to automation and computing, in particular, to devices for implementing fast Fourier transform (FFT), and can be used to solve problems of multichannel spectral correlation processing of sequences of valid samples.
Цель изобретени - повышение быстродействи .The purpose of the invention is to increase speed.
На фиг. 1 представлена функциональна схема многоканального устройства быстрого преобразовани Фурье с конвейерной обработкой операндов.FIG. 1 is a functional diagram of a multichannel fast Fourier transform device with pipelining of operands.
Устройство содержит блок 1 посто- нной пам ти, арифметический блок (АБ) 2, блоки пам ти 3 и 4, счетчик итераций 5, блок 6 сдвига, блокиThe device contains a block of 1 fixed memory, an arithmetic unit (AB) 2, memory blocks 3 and 4, an iteration counter 5, a shift block 6, blocks
752 .752.
входам соответственно первого и второго блоков элементов И, выходы, которых подключены к управл ющим входам соответственно первого и второго узлов вычислени инверсного кода, выход первого узла вычислени инверсного кода подключен к первому информационному входу третьего блока коммутаторов, выход KOTOpioro подключен к первым информационным входам первого и второго блоков ком- мутат оров, выходы которых подключены к адресным входам соответственно первого и второго блоков пам ти, входы обращени которых подключены к выходам соответственно первого и второго элементов ИЛИ-НЕ, вторые информационные входы первого и второго блоков коммутаторов подключены к выходу четвертого блока коммутаторов , управл ющий вход которого соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, управл клцим входом третьего блока коммутаторов и подключен к пр мому выходу первого триггера, пр мой выход второго триггера подключен к управл ющим входам первого и второго блоков коммутаторов , л информационный выход .счетчика итераций подключен к управл ющему входу блока сдвига .the inputs of the first and second blocks of the And elements, respectively, whose outputs are connected to the control inputs of the first and second inverse code calculation nodes, respectively; the output of the first inverse code calculation node is connected to the first information input of the third switch block; the KOTOpioro output is connected to the first information inputs of the first and the second blocks of switches, the outputs of which are connected to the address inputs of the first and second memory blocks, respectively, the access inputs of which are connected to the outputs of the corresponding About the first and second elements OR-NOT, the second information inputs of the first and second switch units are connected to the output of the fourth switch unit, the control input of which is connected to the second inputs of the first and second elements AND, controlling the input of the third switch unit and connected to the forward output the first trigger, the direct output of the second trigger is connected to the control inputs of the first and second switch units, and the information output of the iteration counter is connected to the control input of the shift block.
коммутаторов 7-10, узлы 11 и 12 вычислени инверсного кода, триггеры 13 и 14, коммутаторы 15 и 16, блоки 17 и 18 элементов И, регистры итераций 19 и 20 счетчики операндов 21 и 22, элемент И 23, элементы ШШ-НЕ 24 и 25, элементы и 26-28, элемент ШШ 29, узел синхронизации 30, триггеры 31-32.switches 7-10, nodes 11 and 12 of the calculation of the inverse code, triggers 13 and 14, switches 15 and 16, blocks 17 and 18 of the elements AND, iteration registers 19 and 20 counters of operands 21 and 22, element 11 and 23, elements ШШ-НЕ 24 and 25, elements and 26-28, element SHSh 29, synchronization node 30, triggers 31-32.
Объем каждого из блоков 3 и 4 (оперативной) пам ти составл ет 2М К- М чеек , где К 2 ( k 1, 2, .4.) - количество входных действительных последовательностей; (,2, ...)- количество отсчетов последовательности; К/2 1 2 (g О, 1, 2, ,..) - количество обрабатываемых комплексных массивов.The volume of each of blocks 3 and 4 (operative) memory is 2M K-M cells, where K 2 (k 1, 2, .4.) Is the number of input valid sequences; (, 2, ...) is the number of samples of the sequence; К / 2 1 2 (g О, 1, 2,, ..) is the number of complex arrays processed.
Объем блока 1 посто нной пам ти .составл ет N/2 чеек хранени экспоненциальных коэффициентов.The block size of 1 constant memory is N / 2 storage cells of exponential coefficients.
Многоканальное устройство быстрого Преобразовани Фурье с конвейерной обработкой операндов работает следующим образом.Multichannel device Fast Fourier Transform with pipeline processing of operands works as follows.
В первом 3 и втором 4 блоках хранитс 2 К комплексных массивов объемом М выборок (каждый массив формируетс из двух действительных последовательностей fa, 5 и , In the first 3 and second 4 blocks, 2 K complex arrays of M samples are stored (each array is formed from two valid sequences fa, 5 and,
так что Refx; aiV, Dm {х; so refx; aiV, Dm {x;
ГЪ;1 выборки внутри массивов распо- ложены в двоично-инверсном пор дке, массивы занесены в блоки 3 и 4 также в двоично-инверсном пор дке.Gb; 1, the samples inside the arrays are arranged in binary inverse order, the arrays are listed in blocks 3 and 4 also in binary inverse order.
На входе X1 устройства устанавливаетс двоичный код числа обрабатываемых массивов одного блока 3 или 4.At the input X1 of the device, a binary code is set of the number of processed arrays of one block 3 or 4.
В начальном состо нии первый 19, второй 20 регистры итераций, счетчик итераций 5, первый 31, второй 32, третий 13 и четвертый 14 триггеры первый 21 счетчик операндов обнулены а разр ды второго 22 счетчика операндов установлены в состо ние логическа 1.In the initial state, the first 19, second 20 registers of iterations, iteration counter 5, first 31, second 32, third 13 and fourth 14 triggers first 21 operand counters are zeroed and bits of the second 22 operand counters are set to logical 1.
Узел синхронизации 30 генерирует серию тактовых импульсов, поступающих на счетный вход первого триггера 31. На выходе первого триггера 31 и выходах разр дов первого 21 и второго 22 счетчиков формируетс исходный код адресов обращени к первому и второму блокам 3 и 4. На пр мом и инверсном выходах второго триггера 32 формируетс сигнал считьтание-за- пись информации дл первого блока 3 и сигнал запись-считывание дл второго блока 4. Кроме того, сигнал с пр мого выхода второго триггера 32 вл етс управл ющим дл первого 7 и второго 8 блоков коммутаторов, причем по сигналу О на въ{ходах . коммутаторов блоков 7 и 8 пЗ вл ет- с информаци с первых входов, а по сигналу 1 - со вторых входов. Сигналы с выходов переполнени первого 21 и второго 22 счетчиков операндов через третий 27 и четвертьй 28 Synchronization node 30 generates a series of clock pulses arriving at the counting input of the first trigger 31. At the output of the first trigger 31 and the bits of the first 21 and second 22 counters, the source code of the addresses to the first and second blocks 3 and 4 is formed. On the forward and inverse the outputs of the second flip-flop 32 generate the read-write information for the first block 3 and the write-read signal for the second block 4. In addition, the signal from the direct output of the second flip-flop 32 is control for the first 7 and second 8 switch blocks Hur, wherein the signal G on unto {passages. the switches of blocks 7 and 8 of the ps is with information from the first inputs, and by signal 1 from the second inputs. The signals from the overflow outputs of the first 21 and second 22 operand counters through the third 27 and quarter 28
211752211752
элементы И поступают на тактовые входы первого 19 и второго 20 регистров итераций соответственно. При . этом информаци , хранима в регист5 pax 19 и 20, сдвигаетс на одинelements And arrive at the clock inputs of the first 19 and second 20 registers of iterations, respectively. At. this information, stored in the register pax 19 and 20, is shifted by one
разр д в сторону старших разр дов, а в младший разр д заноситс 1. Состо ние разр дов регистров 19 и 20 итераций управл ет коммутаторамиbit in the direction of the higher bits, and in the lower bit is entered 1. The state of the bits of the registers 19 and 20 iterations controls the switches
10 соответствующих блоков 9 и 10 коммутаторов так, что на их выходах формируютс коды адресов при записи и считывании операндов первого и второго блоков 3 и 4 дл выполн емой10 corresponding blocks 9 and 10 of switches, so that at their outputs address codes are written during the writing and reading of operands of the first and second blocks 3 and 4 for execution
15 итерации БПФ.15 iterations of FFT.
Сигнал с выхода переполнени второго счетчика 22 олерандов поступает на тактовый вход счетчика 5 итераций, двоичный код на выходах разр дов которого управл ет сдвигом исходного кода, поступающего на информационный вход блока 6 сдвига с выходов элементов узла 12. Сдвинутый исходный код на выходе блока 6 сдвига вл етс адресом экспоненци- апьнйго множител W , которьй хранитс в блоке 1. Значени синуса и косинуса, вл ющиес мнимой и действительной част ми экспоненты W, поступают .на вход экспонент АБ 2 и хран тс в регистрах синуса и косинуса АБ-2, На информационный вход операндов АБ 2 и интервале времени Т поступают выборки из первогоThe signal from the overflow output of the second counter 22 of the oranges is fed to the clock input of the counter 5 iterations, the binary code at the outputs of the bits of which controls the shift of the source code received at the information input of the shift unit 6 from the outputs of the node elements 12. Shifted source code at the output of the shift unit 6 is the address of the exponential multiplier W, which is stored in block 1. The sine and cosine values, which are the imaginary and real parts of the exponent W, are received at the input of the AB 2 exponents and stored in the sine and cosine registers АБ-2; At the information input of operands АБ 2 and time interval Т, samples from the first
блока 3 (на входе управлени записью- считыванием первого блока 3 потенциал О, причем вначале считьюаетс . второй операнд В пары операндов А ; и В). Выборки операндов А и В хран тс : во входных регистрах операндов АБ 2, В следующий интервал времени Т операнды А и В подвергаютс элементарному преобразованию вида AiB W , во входные регистрыblock 3 (at the input of the write-read control of the first block 3, the potential is O, and the second operand B is first considered. the second operand A; and B). Samples of operands A and B are stored: in the input registers of operands AB 2, B the next time interval T operands A and B are subjected to an elementary transformation of the form AiB W, into input registers
операндов занос тс выборки С,р из второго блока 4, а в регистры синуса и косинуса АБ 2 - величина W . В интервале времени Т, преобразованные операнды А и В поступают в выходные регистры АБ 2 и записьшаютс во второй блок 4 (при этом на его входе управлени записью-считыванием потенциал 1), операнды С и D подвергаютс элементарному преобразованию , а во входные регистры операндов АБ 2 занос тс выборки Е и F из первого блока 3. В интервале времени Тц преобразованные операнды С иthe operands are inserted into the sample C, p from the second block 4, and the value of the sine and cosine registers AB 2 is the value of W. In the time interval T, the converted operands A and B enter the output registers of the AB 2 and are written into the second block 4 (in this case the potential 1 is written at its input to the write-read control input), the operands C and D undergo an elementary transformation, and the input registers of the AB operands 2 introduces samples E and F from the first block 3. In the time interval TC, the transformed operands C and
D поступают на хранение в первый блок 3, orfepaHflbi Е и f подвергаютс преобразованию, а из второго блока считываютс и поступают во входные регистры АБ 2 операнды Т , Н , причем в регистры синуса и косинуса АБ 2 занос тс очередные значени D is deposited in the first block 3, orfepaHflbi E and f are transformed, and from the second block are read and fed into the input registers AB 2 operands T, H, and the following values are entered into the sine and cosine registers AB 2
экспонентыexhibitors
соответствующиеrelevant
элементарному преобразованию над Очередной парой операндов согласно графу БПФ с замещением, двоично-инверсным пор дком отсчетов на входе и прореживанием по времени.an elementary transformation over the next pair of operands according to the FFT graph with substitution, binary-inverse order of samples at the input and decimation by time.
В таблице приведены адреса обращени к первому и второму блокам 3 и,4, блоку 1 и очередность обрабатываемых массивов по 16 комплексных выборок ка вдый.The table shows the addresses of addresses to the first and second blocks 3 and 4, block 1 and the sequence of processed arrays of 16 complex samples each time.
При выполнении последней fn -ой итерации БПФ на выходах (п1-1)-ых разр дов первого 19 и второго 20 регистров итераций устанавливаетс 1, котора через (К + 1)-ые входы первого 15 и второго 16 коммутаторо поступает на информационные входы третьего 13 и четвертого 14 триггеров и блокирует входы первого 19 и второго 20 ре гистров итераций. Сигналы переполнени с выходов первого 21 л второго 22 счетчиков операндов перебрасьтают триггеры 13 и 14 в состо ние логической 1 и начинаетс дополнительна итераци распаковки массивов. При этом сигнал 1 iWhen the last fn-th FFT iteration is performed, the outputs (n1-1) -th bits of the first 19 and second 20 registers of iterations are set to 1, which through the (K + 1) -th inputs of the first 15 and second 16 switches goes to the information inputs of the third 13 and fourth 14 triggers and blocks the inputs of the first 19 and second 20 registers of iterations. The overflow signals from the outputs of the first 21 liters of the second 22 counters of the operands flip triggers 13 and 14 to the logical 1 state and an additional iteration of the unpacking of the arrays begins. In this case, the signal 1 i
разрешает прохождение серии импульсов с выхода первого тригг ера 31 на вторые входы элементов И блоков 17 и 18. серии импульсов черезpermits the passage of a series of pulses from the output of the first trigger 31 to the second inputs of elements And blocks 17 and 18. A series of pulses through
первые В (, 2, ...,т-1) элементов блоков 17 и 18 проход т на первые управл ющие входы элементов первого 11 и второго 12 узлов и инвертируют исходный код первых разр дов первого 21 и второго 22 счетчиков операндов (инвертирование осуществл етс сигналом 1 на выходе первого 31 триггера во врем формировани кода адреса второго операнды из пары операндов А и В). Сигналы с выходов разр дов (т, 1, ...,п-2,ц -1) счётчиков 21 и 22 не инвертируютс , поскольку нулевое состо ние разр дов (т, т-нthe first B (, 2, ..., t-1) elements of blocks 17 and 18 pass to the first control inputs of the elements of the first 11 and second 12 nodes and invert the source code of the first bits of the first 21 and second 22 operand counters (the inverting Signal 1 at the output of the first 31 flip-flop during the formation of the address code of the second operand of a pair of operands A and B). The signals from the outputs of the bits (t, 1, ..., p-2, c-1) of the counters 21 and 22 are not inverted, since the zero state of the bits (t, t
+ 1, .. .,п-2,и -1) первого 19 и второго 20 регистров итераций блокируют элементы (Im, m+1,..., n -2, n-1) блоков 17 и 18, с выходов которых на управл кицие входы соответству- к цих элементов узлов 11 и 12 также поступает сигнал О. Коды адресов обращени к первому и второму блокам 3 и 4 при вьтолнении распаковки приведены в таблице. Сигнал 1 с выхода четвертого триггера 14 поступает на второй управл ющий вход АБ 2, выполн ющий элементарное преобразование вида.+ 1, ..., p-2, and -1) of the first 19 and second 20 registers of iterations block elements (Im, m + 1, ..., n -2, n-1) of blocks 17 and 18, from the outputs which on the control inputs of the corresponding elements of nodes 11 and 12 also receive a signal O. Address codes for the first and second blocks 3 and 4 when executing the decompression are shown in the table. The signal 1 from the output of the fourth trigger 14 is fed to the second control input of AB 2, which performs an elementary type conversion.
Элемент ИЖ 29, первый 24 и второй 25 элементы ИЛИ-НЕ предназначены дл формировани сигналов запрещени обращени первого и второго блоков 3 и 4 при записи информации из / обнуленных выходных регистров АБ 2 в блоки 3 и 4 на месте первой пары операндов во врем выполнени первой итерации БПФ.The IL 29 element, the first 24 and second 25 OR-NOT elements are designed to generate signals that the first and second blocks 3 and 4 will not access when writing information from / to zero the output registers of AB 2 to blocks 3 and 4 in place of the first pair of operands during the execution of the first FFT iterations.
ёyo
))
шsh
ww
9191
О ABOUT
АBUT
еe
Составитель А. Баранов Редактор Т. Парфенова Техред А.Бабинец Корректор Л. ПатайCompiled by A. Baranov Editor T. Parfenova Tehred A. Babinets Corrector L. Patay
Заказ 642/54Order 642/54
Тираж 673Circulation 673
ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee
по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5
Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Branch ShSh Patent, Uzhgorod, st. Project, 4
ПодписноеSubscription
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843771632A SU1211752A1 (en) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | Multichannel device for fast fourier transform with pipeline processing of operators |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843771632A SU1211752A1 (en) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | Multichannel device for fast fourier transform with pipeline processing of operators |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1211752A1 true SU1211752A1 (en) | 1986-02-15 |
Family
ID=21131068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843771632A SU1211752A1 (en) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | Multichannel device for fast fourier transform with pipeline processing of operators |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1211752A1 (en) |
-
1984
- 1984-07-18 SU SU843771632A patent/SU1211752A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1045879A (en) | The complex multiplier of CORDIC | |
GB1330700A (en) | Real time fast fourier transform processor with sequential access memory | |
SU1211752A1 (en) | Multichannel device for fast fourier transform with pipeline processing of operators | |
US4791599A (en) | Auto-correlation arrangement | |
SU1226485A1 (en) | Device for implementing discrete fourier transform in radio engineering systems | |
SU1233166A1 (en) | Device for implementing fast fourier transform | |
Sathyakala et al. | An efficient fir filter design using three-operand binary adder | |
SU1594562A1 (en) | Processor of fast hartley-fourier transform of material sequences | |
SU1018123A1 (en) | Fast fourier transform device | |
JPH11266142A (en) | Multiple port register film for common used by filter | |
SU1732342A1 (en) | Device for calculating functions @@@ and @@@ | |
SU1238065A1 (en) | Device for extracting square root of sum of two squared numbers | |
SU1024914A1 (en) | Device for computing simple functions | |
SU1640709A1 (en) | Device for fast fourier transforms | |
SU1809438A1 (en) | Divider | |
SU1257662A1 (en) | Processor for digital processing of signals | |
SU1226486A1 (en) | Fourier sprectrum analyzer | |
SU1661760A1 (en) | Arc tan function calculator | |
RU1795456C (en) | Device for division of numbers | |
SU1297074A1 (en) | Control device for fast discrete orthogonal transform processors | |
SU1012245A1 (en) | Multiplication device | |
SU1282156A1 (en) | Device for calculating fourier coefficient | |
SU734683A1 (en) | Device for multiplying n-digit numbers | |
SU1363240A1 (en) | Device for computing the sweeping spectrum | |
SU1672468A1 (en) | Device to implement the fast fourier transformation |