專利名稱：快速傅立葉轉(zhuǎn)換器與反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，且特別是有關(guān)于一種使用于3，780點的快速 傅立葉轉(zhuǎn)換運算的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器與反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器及其方法。
背景技術(shù)：
地面數(shù)字多媒體及電視廣播系統(tǒng)(Digital Television Multimedia Broadcasting,以下簡稱為DTMB)規(guī)范在傳送廣播信號中，一個正交分頻多工(OFDM) 符號須使用3，780個子載波。因此，在DTMB系統(tǒng)的調(diào)制(Modulation)過程或解調(diào) (Demodulation)過程中，需要使用具有3，780點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換(Fast Fourier Transform，簡稱為FFT)模塊與反快速傅立葉轉(zhuǎn)換(Inverse Fast Fourier Transform，簡 稱為IFFT)模塊。傳統(tǒng)上，3，780點的FFT模塊可以間接利用基2 (Radix-2)或基4 (Radix-4)的算法 來實現(xiàn)，例如圖1所示的內(nèi)插至4，096點的3，780點FFT模塊。圖1是一種內(nèi)插至4，096點 的3，780點快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理器100的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。此快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理器100具有 內(nèi)插器102、122，而除了內(nèi)插器102、122之外，其他主要構(gòu)件(即標(biāo)號110的區(qū)域所示的各 元件)皆為傳統(tǒng)的基4的4，096點FFT模塊。雖然快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理器100通過將3，780 點輸入值映射至4，096點，再使用技術(shù)成熟的4，096點FFT計算，接著將4，096點FFT的計 算結(jié)果插值回到3，780點后再輸出。然而，快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理器100會引入較大的相位 誤差，進(jìn)而影響DTMB接收器的整體系統(tǒng)性能。另外，使用內(nèi)插法的快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理器 100需要圖1所示的乒乓結(jié)構(gòu)隨機存取存儲器(RAM)112、114，導(dǎo)致硬件開銷較大。另外，3，780點的FFT模塊還可以利用混合基算法來實現(xiàn)，例如圖2所示的混合基 (Mixed-radix)的3，780點FFT模塊。圖2 —種混合基的3，780點快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理器 200的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。此混合基的3，780點快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理器200雖可避免引入較大的 相位誤差，但須使用5級FFT計算，且需要在各級FFT計算之前后使用如圖2所示的串行轉(zhuǎn) 并行裝置104與并行轉(zhuǎn)串行裝置206。再者，此混合基的3780點快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理器200 還需要在各級FFT計算后(除了最后一級的FFT計算)，進(jìn)行混序與相位旋轉(zhuǎn)操作。因此， 此混合基算法的3，780點快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理器200需要至少4個如圖2所示的五級混序 隨機存取存儲器(RAM) 208,4個五級相位旋轉(zhuǎn)裝置210 (相位旋轉(zhuǎn)裝置通常由乘法器與系數(shù) 儲存單元所構(gòu)成的)，以及乒乓結(jié)構(gòu)隨機存取存儲器(RAM)202、212。據(jù)此，初步估計，混合 基的3，780點快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理器200至少需要3，780X4 = 15，120儲存空間用以處理 乒乓結(jié)構(gòu)的輸入與輸出。所以，混合基算法的3，780點快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理器200在實現(xiàn) 上，整體硬件開銷較大。

發(fā)明內(nèi)容
承上所述，根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，本發(fā)明提供使用于3，780點的快速傅立葉 轉(zhuǎn)換運算的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器與反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器及其方法。快速傅立葉轉(zhuǎn)換器將3，780點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算分解為依序執(zhí)行多組較少點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，并于 轉(zhuǎn)換運算流程中的適當(dāng)位置重新排序運算結(jié)果以及將排序的結(jié)果乘以適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)因子，以 有效率地完成3，780點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，本發(fā)明提出一種快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，適用于3，780點 的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器接收一個具有多組3，780點數(shù)值的輸 入串行值，且所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器包括插序裝置、第一轉(zhuǎn)換模塊、重新排序模塊、旋轉(zhuǎn) 因子模塊、相位旋轉(zhuǎn)乘法單元與第二轉(zhuǎn)換模塊。插序裝置具有多個多工器、解多工器與多個 儲存單元。第一轉(zhuǎn)換模塊，耦接于插序裝置，用以進(jìn)行63點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。第二 轉(zhuǎn)換模塊，耦接于插序裝置，用以進(jìn)行60點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，以產(chǎn)生輸出串行值。重 新排序模塊，耦接于插序裝置，暫存自插序裝置接收的每一點數(shù)值，并將其所暫存的多點數(shù) 值進(jìn)行重新排序后輸出。旋轉(zhuǎn)因子模塊，儲存多個變動性旋轉(zhuǎn)因子，并提供變動性旋轉(zhuǎn)因子 的其中的一給相位旋轉(zhuǎn)乘法單元。相位旋轉(zhuǎn)乘法單元，耦接于插序裝置、重新排序模塊與 旋轉(zhuǎn)因子模塊，用以將重新排序模塊所輸出的每一點數(shù)值與所接收到的變動性旋轉(zhuǎn)因子相 乘，并輸出每一點相乘后的數(shù)值。其中，插序裝置用以接收輸入串行值、第一轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行 該63點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果、第二轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行60點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的 結(jié)果與相位旋轉(zhuǎn)乘法單元所輸出的此些相乘后的數(shù)值，而插序裝置用以提供該第一轉(zhuǎn)換單 元進(jìn)行63點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算所需的多點數(shù)值與第二轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行60點的快速傅立 葉轉(zhuǎn)換運算所需的多點數(shù)值。根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，本發(fā)明所提出的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器利用庫利_圖基算 法(Cooley-Tukey method)將快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的過程為分解為第一轉(zhuǎn)換模塊與第二轉(zhuǎn) 換模塊依序計算完成。所述的第一轉(zhuǎn)換模塊包括第一轉(zhuǎn)換單元與第二轉(zhuǎn)換單元。第一轉(zhuǎn)換 模塊利用互質(zhì)因子算法將63點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算分解為7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算 與9點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。再者，第一轉(zhuǎn)換單元與第二轉(zhuǎn)換單元還利用威諾格拉德算 法(Winograd Small-N algorithm)分別進(jìn)行7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算與9點的快速傅 立葉轉(zhuǎn)換運算。另外，第二轉(zhuǎn)換模塊包括第三轉(zhuǎn)換單元、第四轉(zhuǎn)換單元與第五轉(zhuǎn)換單元。第 二轉(zhuǎn)換模塊利用互質(zhì)因子算法將60點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算分解為5點的快速傅立葉轉(zhuǎn) 換運算、4點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算與3點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。然后，第三轉(zhuǎn)換單元、 第四轉(zhuǎn)換單元與第五轉(zhuǎn)換單元利用威諾格拉德算法分別進(jìn)行5點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算、 4點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算與3點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，本發(fā)明所提出的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器進(jìn)行一種全流水式 傅立葉轉(zhuǎn)換運算。所述的全流水式傅立葉轉(zhuǎn)換運算于每一時鐘脈沖內(nèi)接收輸入串行值中的 一個數(shù)值，并且連續(xù)性進(jìn)行多個3，780點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，本發(fā)明提出一種反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，適用于3，780 點的反快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。所述的反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器包括如上述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器 的所有元件，并且更包括共軛處理單元。共軛處理單元將反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器的輸入串行 值進(jìn)行一次共軛運算，以產(chǎn)生輸入串行值的共軛，將輸入串行值的共軛輸入快速傅立葉轉(zhuǎn) 換器以進(jìn)行3，780點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算以產(chǎn)生輸出串行值，并將輸出串行值再求一次 共軛運算以產(chǎn)生反快速傅立葉輸出串行值。其中，共軛處理單元對輸入串行值的虛部取反， 對輸入串行值的實部不變化，或?qū)Υ休敵鲋档奶摬咳》?，對串行輸出值的實部不變化?br> 根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，本發(fā)明提出一種快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法，適用于3，780 點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法包括以下步驟。首先，依序接收輸 入串行值，其中，輸入串行值包括多組3，780點數(shù)值。接著，依據(jù)7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運 算的需要，對輸入串行值進(jìn)行第一數(shù)值選擇動作，并對第一數(shù)值選擇動作的結(jié)果進(jìn)行7點 的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，以產(chǎn)生一第一轉(zhuǎn)換結(jié)果。依據(jù)9點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的需要， 對第一轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行第二數(shù)值選擇動作，并對第二數(shù)值選擇動作的結(jié)果進(jìn)行9點的快速傅 立葉轉(zhuǎn)換運算，以產(chǎn)生第二轉(zhuǎn)換結(jié)果。然后，暫存第二轉(zhuǎn)換結(jié)果的每一點數(shù)值，并對所暫存 的多點數(shù)值進(jìn)行重新排序后輸出。再者，依序?qū)χ匦屡判蚝筝敵龅拿恳稽c數(shù)值進(jìn)行一相位 旋轉(zhuǎn)乘積動作，其中，該相位旋轉(zhuǎn)乘積動作包括依據(jù)重新排序后輸出的每一點數(shù)值選擇一 適當(dāng)變動性旋轉(zhuǎn)因子，以及將重新排序后輸出的每一點數(shù)值乘以適當(dāng)變動性旋轉(zhuǎn)因子，以 輸出每一點相乘后的數(shù)值。另外，依據(jù)5點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的需要，對相位旋轉(zhuǎn)乘積 動作所輸出的每一點相乘后的數(shù)值進(jìn)行第三數(shù)值選擇動作，并對第三數(shù)值選擇動作的結(jié)果 進(jìn)行5點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，以產(chǎn)生第三轉(zhuǎn)換結(jié)果。依據(jù)4點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算 的需要，對第三轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行第四數(shù)值選擇動作，并對第四數(shù)值選擇動作的結(jié)果進(jìn)行4點 的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，以產(chǎn)生第四轉(zhuǎn)換結(jié)果。此外，依據(jù)3點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的需 要，對第四轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行第五數(shù)值選擇動作，并對第五數(shù)值選擇動作的結(jié)果進(jìn)行3點的快 速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，以產(chǎn)生輸出串行值。根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，本發(fā)明所提出的快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法為利用快速傅立 葉轉(zhuǎn)換方法利用庫利-圖基算法將快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算分解為由63點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換 運算與60點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算依序完成?？焖俑盗⑷~轉(zhuǎn)換方法利用互質(zhì)因子算法分 解63點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算為第一轉(zhuǎn)換子動作與第二轉(zhuǎn)換子動作，其中，第一轉(zhuǎn)換子動 作包括利用威諾格拉德算法進(jìn)行7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，而第二轉(zhuǎn)換子動作包括利用 威諾格拉德算法進(jìn)行9點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。另外，快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法利用互質(zhì)因 子算法分解60點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算為第三轉(zhuǎn)換子動作、第四轉(zhuǎn)換子動作與第五轉(zhuǎn)換 子動作，其中，該第三轉(zhuǎn)換子動作包括利用威諾格拉德算法進(jìn)行5點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運 算，第四轉(zhuǎn)換子動作包括利用威諾格拉德算法進(jìn)行4點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，而第五轉(zhuǎn) 換子動作包括利用威諾格拉德算法進(jìn)行3點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，本發(fā)明所提出的快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法為一種全流水式 傅立葉轉(zhuǎn)換運算。所述的全流水式傅立葉轉(zhuǎn)換運算于每一時鐘脈沖內(nèi)接收輸入串行值中的 一個數(shù)值，并且連續(xù)性進(jìn)行多個3，780點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，本發(fā)明提出一種反快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法，適用于3，780 點的反傅立葉轉(zhuǎn)換運算。所述的反快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法包括如上述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法 的所有特征，并且更包括以下步驟。將反傅立葉轉(zhuǎn)換運算的輸入串行值進(jìn)行一次共軛運算， 以產(chǎn)生輸入串行值的共軛，將輸入串行值的共軛進(jìn)行3，780點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算以產(chǎn) 生輸出串行值，并將輸出串行值再求一次共軛運算以產(chǎn)生反快速傅立葉輸出串行值。其中， 共軛運算對輸入串行值的虛部取反，對輸入串行值的實部不變化，或?qū)敵龃兄档奶摬?取反，對輸出串行值的實部不變化?；谏鲜?，本發(fā)明的示范實施例提供使用于3，780點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的快 速傅立葉轉(zhuǎn)換器與反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器及其方法?？焖俑盗⑷~轉(zhuǎn)換器將3，780點的快速傅CN 102073620 A
說明書
4/13 頁
立葉轉(zhuǎn)換運算分解為依序執(zhí)行多組較少點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，并于轉(zhuǎn)換運算流程中的 適當(dāng)位置重新排序轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果與乘以適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)因子，以有效率地完成3，780點的快 速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。據(jù)此，所提供的3，780點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器 具有全流水線結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)全流水式傅立葉轉(zhuǎn)換運算，因此具有較高計算效率、較少處理 時間延遲與較少硬件資源開銷。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具 體實施方式作詳細(xì)說明，其中圖1是一種內(nèi)插至4，096點的3，780點快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2 —種混合基的3，780點快速傅立葉轉(zhuǎn)換處理器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一示范實施例所繪示一種快速傅立葉轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)方塊圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二示范實施例所繪示一種快速傅立葉轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)方塊圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三示范實施例所繪示一種快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法的流程圖. 圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二示范實施例所繪示一種快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法的流程圖.
主要元件符號說明102、122 內(nèi)插器411 第二轉(zhuǎn)換電路模塊110 傳統(tǒng)的基4的4，096點FFT 412 第二解多工器模塊 414 第二儲存單元112、114、202、212 乒乓結(jié)構(gòu) 418 第二多工器隨機存取存儲器 420 重新排序與相位旋轉(zhuǎn)乘積204:串行轉(zhuǎn)并行裝置 模塊206 并行轉(zhuǎn)串行裝置 430 第三轉(zhuǎn)換電路模塊208 五級混訊隨機存取存儲器 432 第三解多工器210 五級相位旋轉(zhuǎn)裝置 434 第三儲存單元302 插序裝置 438 第三多工器310 第一轉(zhuǎn)換模塊 440 第四轉(zhuǎn)換電路模塊312,406 第一轉(zhuǎn)換單元442 第四解多工器314,416 第二轉(zhuǎn)換單元444:第四儲存單元322、422 重新排序模塊448 第四多工器324、424 旋轉(zhuǎn)因子模塊450 第五轉(zhuǎn)換電路模塊326、426 相位旋轉(zhuǎn)乘法單元452 第五解多工器330 第二轉(zhuǎn)換模塊454 第五儲存單元332,436 第三轉(zhuǎn)換單元458 第五多工器334,446 第四轉(zhuǎn)換單元S502 S516 根據(jù)本發(fā)明的第三336,456 第五轉(zhuǎn)換單元 示范實施例所繪示一種快速傅立葉351 選擇模塊轉(zhuǎn)換方法的各步驟
352 儲存模塊401 第一轉(zhuǎn)換電路模塊402 第一解多工器
S602 S620 根據(jù)本發(fā)明的第 示范實施例所繪示一種快速傅立葉 轉(zhuǎn)換方法的各步驟404 第一儲存單元408 第一多工器
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參照所揭露的示范實施例，所述的示范實施例多繪示于附圖中，附帶 一提的是，整個附圖中相同的參考標(biāo)記用于表示相同或相似的元件。根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，本發(fā)明提供一種使用于3，780點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運 算的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器與反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器及其方法?？焖俑盗⑷~轉(zhuǎn)換器將3，780點的 快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算分解為較少點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，并于轉(zhuǎn)換計算流程中的適當(dāng)位 置重新排序轉(zhuǎn)換計算的結(jié)果與乘以適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)因子，以有效率地完成3，780點的快速傅立 葉轉(zhuǎn)換運算。據(jù)此，所提供的3，780點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器具有全 流水線結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)全流水處理，因此具有較高計算效率、較少處理時間延遲與較少硬件 資源開銷。除此之外，下列所述的所有示范實施例僅是用以說明，并非用以限定本發(fā)明。首先請參照圖3，圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一示范實施例所繪示一種快速傅立葉轉(zhuǎn) 換器300的系統(tǒng)方塊圖?？焖俑盗⑷~轉(zhuǎn)換器300接收一個輸入串行值，而輸入串行值包括 多組3，780點數(shù)值。輸入串行值的多組3，780點數(shù)值是由通訊接收器(未繪示)所接收的 多個OFDM符號中所獲得的，例如在地面數(shù)字多媒體及電視廣播系統(tǒng)(DTMB)系統(tǒng)中，各OFDM 符號包括3，780個子載波，而輸入串行值中的一組3，780點數(shù)值則分別代表一個OFDM符號 中的3，780個子載波。快速傅立葉轉(zhuǎn)換器300包括插序裝置302、第一轉(zhuǎn)換模塊310、重新 排序模塊322、旋轉(zhuǎn)因子模塊324、相位旋轉(zhuǎn)乘法單元326、第二轉(zhuǎn)換模塊330。其中，插序裝 置302更包括了選擇模塊351與儲存模塊352。以下將以圖3繼續(xù)介紹快速傅立葉轉(zhuǎn)換器 300的各元件的運作方式與細(xì)部構(gòu)成元件。請繼續(xù)參照圖3，快速傅立葉轉(zhuǎn)換器300的插序裝置302插序裝置，具有多個多工 器、解多工器與多個儲存單元。第一轉(zhuǎn)換模塊310，耦接于插序裝置302，用以進(jìn)行63點的 快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。第二轉(zhuǎn)換模塊330，耦接于插序裝置302，用以進(jìn)行60點的快速傅立 葉轉(zhuǎn)換運算，以產(chǎn)生一輸出串行值。第一轉(zhuǎn)換模塊310更包括第一轉(zhuǎn)換單元312與第二轉(zhuǎn) 換單元314。重新排序模塊322，耦接于插序裝置302，暫存自插序裝置302接收的每一點數(shù)值， 并將其所暫存的多點數(shù)值進(jìn)行重新排序后輸出。旋轉(zhuǎn)因子模塊324，儲存多個變動性旋轉(zhuǎn) 因子，并提供此些變動性旋轉(zhuǎn)因子的其中的一給相位旋轉(zhuǎn)乘法單元326。相位旋轉(zhuǎn)乘法單 元326，耦接于插序裝置302、重新排序模塊322與旋轉(zhuǎn)因子模塊324，用以將重新排序模塊 322所輸出的每一點數(shù)值與所接收到的變動性旋轉(zhuǎn)因子相乘，并輸出每一點相乘后的數(shù)值。 其中，插序裝置302用以接收輸入串行值、第一轉(zhuǎn)換模塊310進(jìn)行63點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換 運算的結(jié)果、第二轉(zhuǎn)換模塊330進(jìn)行60點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果與相位旋轉(zhuǎn)乘法單 元326所輸出的此些相乘后的數(shù)值，插序裝置302用以提供第一轉(zhuǎn)換單元312進(jìn)行63點的 快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算所需的多點數(shù)值與第二轉(zhuǎn)換單元314進(jìn)行60點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算所需的多點數(shù)值。在本示范實施例中，重新排序模塊322包括2個乒乓結(jié)構(gòu)的存儲器裝置(未繪 示)，用以提供重新排序動作所須的存儲器空間，其中，每一乒乓結(jié)構(gòu)的存儲器裝置具有至 少60個存儲器空間以儲存60點數(shù)值，且采取先進(jìn)先出的存取運作方式。在本示范實施例中，快速傅立葉轉(zhuǎn)換器300利用一種庫利-圖基算法 (Cooley-Tukey method)將傅立葉轉(zhuǎn)換運算的流程分解為第一轉(zhuǎn)換模塊310與第二轉(zhuǎn)換模 塊330依序計算完成。更詳細(xì)地說明，快速傅立葉轉(zhuǎn)換器300利用庫利-圖基算法將3，780 點數(shù)值的FFT運算的流程分解為依序執(zhí)行63點的FFT運算以及60點的FFT運算，其中，第 一轉(zhuǎn)換模塊310進(jìn)行63點的FFT運算，而第二轉(zhuǎn)換模塊330進(jìn)行60點的FFT運算算。第 一轉(zhuǎn)換模塊310包括第一轉(zhuǎn)換單元312與第二轉(zhuǎn)換單元314。另外，第一轉(zhuǎn)換模塊310利 用一種互質(zhì)因子算法(Prime Factor Algorithm)將63點的FFT運算進(jìn)一步分解為一個7 點的FFT運算與一個9點的FFT運算，而第一轉(zhuǎn)換單元312與第二轉(zhuǎn)換單元314利用威諾 格拉德算法(Winograd Small-N algorithm)分別進(jìn)行上述的7點的FFT運算與9點的FFT 運算。至于第二轉(zhuǎn)換模塊330則包括第三轉(zhuǎn)換單元332、第四轉(zhuǎn)換單元334與第五轉(zhuǎn)換單 元336。第二轉(zhuǎn)換模塊330利用互質(zhì)因子算法將60點的FFT運算進(jìn)一步分解為一個5點的 FFT運算、一個4點的FFT運算與一個3點的FFT運算。此外，第三轉(zhuǎn)換單元332、第四轉(zhuǎn)換 單元334與第五轉(zhuǎn)換單元336利用威諾格拉德算法分別進(jìn)行5點的FFT運算、4點的FFT運 算與3點的FFT運算。插序裝置302用以接收上述的輸入串行值、第一轉(zhuǎn)換模塊310與第二轉(zhuǎn)換模塊330 所計算的結(jié)果。更進(jìn)一步地說，插序裝置302接收輸入串行值并儲存輸入串行值中部份數(shù) 點數(shù)值，同理，插序裝置302接收第一轉(zhuǎn)換模塊310與第二轉(zhuǎn)換模塊330所計算的結(jié)果，并 儲存第一轉(zhuǎn)換模塊310與第二轉(zhuǎn)換模塊330所計算的結(jié)果中部份數(shù)點數(shù)值。同時，插序裝 置302會輸出第一轉(zhuǎn)換模塊310與第二轉(zhuǎn)換模塊330進(jìn)行FFT運算所需要的數(shù)點數(shù)值給第 一轉(zhuǎn)換模塊310與第二轉(zhuǎn)換模塊330使用。除此之外，插序裝置302接收第一轉(zhuǎn)換單元310 的計算結(jié)果，并將計算結(jié)果的每一點數(shù)值輸出給重新排序模塊322。另外，插序裝置302更 接收相位旋轉(zhuǎn)乘法單元324所輸出的相乘結(jié)果，并且儲存相乘結(jié)果的部分?jǐn)?shù)點數(shù)值。更詳細(xì)的說明，插序裝置302的選擇模塊351將其接收到的每一點數(shù)值選擇輸出 至儲存模塊352儲存或輸出給第一轉(zhuǎn)換模塊310使用。儲存模塊352與選擇模塊351會提 供第一轉(zhuǎn)換模塊310與第二轉(zhuǎn)換模塊330進(jìn)行計算時所需要的數(shù)點數(shù)值，其中儲存模塊352 會一次提供多點數(shù)值，而選擇模塊351則會一次提供一點數(shù)值。除此之外，選擇模塊302還 會選擇第一轉(zhuǎn)換模塊310的計算結(jié)果與儲存模塊352所儲存的內(nèi)容的部份數(shù)點數(shù)值給重新 排序模塊302，更進(jìn)一步地說，選擇模塊302是一次提供一點數(shù)值給重新排序模塊302，其用 以將儲存模塊352所儲存的內(nèi)容(此內(nèi)容為第一轉(zhuǎn)換模塊310的計算結(jié)果中的部份數(shù)點數(shù) 值)中的一點數(shù)值或第一轉(zhuǎn)換模塊310的計算結(jié)果中的一點數(shù)值的其中的一提供給重新排 序模塊302。選擇模塊351更用以將相位旋轉(zhuǎn)乘法單元326所輸出的部份數(shù)點數(shù)值輸出給 儲存模塊352儲存，或者將相位旋轉(zhuǎn)乘法單元326所輸出的部份數(shù)點數(shù)值的其中之一提供 給第二轉(zhuǎn)換模塊330。上述的選擇模塊351包括多個選擇器，此些選擇器的部份連接于第一轉(zhuǎn)換模塊 310與第二轉(zhuǎn)換模塊330。上述的儲存模塊352具有多個儲存單元，每一個儲存單元分別被劃分給第一轉(zhuǎn)換模塊310與第二轉(zhuǎn)換模塊330的第一至第四轉(zhuǎn)換單元312、314、332、334，且 此些選擇器的又一部份連接于上述的儲存單元，另外，尚有兩個選擇器分別與重新排序模 塊332與相位旋轉(zhuǎn)乘法單元324連接。簡單地說，本示范實施例是將3780點的FFT運算拆解成63點與60點的FFT運算， 其中63點的FFT運算又可以利用7點與9點的FFT運算來實現(xiàn)，60點的FFT運算又可以 利用5點、4點與3點的FFT運算來完成。選擇模塊351與儲存模塊352會提供7點、9點、 5點、4點與3點的FFT運算時所需的數(shù)點數(shù)值給第一至第五轉(zhuǎn)換單元312、314、332、334、 346，同時儲存模塊352會分別儲存第一至第四轉(zhuǎn)換單元312、314、332、334的計算結(jié)果的部 份數(shù)點數(shù)值。要注意的是，在處理完63點FFT運算后，選擇模塊351與儲存模塊352會提供第 二轉(zhuǎn)換單元314的計算結(jié)果的數(shù)點數(shù)值給重新排序模塊322來重新排序，接著，相位旋轉(zhuǎn)乘 法單元324會將重新排序后的每一點數(shù)值與旋轉(zhuǎn)因子模塊324所儲存的對應(yīng)的變動性旋轉(zhuǎn) 因子相乘，并將相乘后的結(jié)果的數(shù)點數(shù)值傳送給選擇模塊351，以接著進(jìn)行5點的FFT運算。 最后，在第五轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行完3點的FFT運算后，其計算結(jié)果即為輸出串行值。以下將以圖4對本發(fā)明所提供的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器的細(xì)部構(gòu)成元件與運作方式 作進(jìn)一步的說明。請參照圖4，圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二示范實施例所繪示一種快速傅立葉 轉(zhuǎn)換器400的系統(tǒng)方塊圖。在本示范實施例中，快速傅立葉轉(zhuǎn)換器400包括第一轉(zhuǎn)換電路 模塊401、第二轉(zhuǎn)換電路模塊411、第三轉(zhuǎn)換電路模塊430、第四轉(zhuǎn)換電路模塊440、第四轉(zhuǎn)換 電路模塊450以及重新排序與相位旋轉(zhuǎn)乘積模塊420。重新排序與相位旋轉(zhuǎn)乘積模塊420 包括重新排序模塊422、相位旋轉(zhuǎn)乘法單元424與旋轉(zhuǎn)因子模塊426，且重新排序模塊422、 相位旋轉(zhuǎn)乘法單元424與旋轉(zhuǎn)因子模塊426分別與快速傅立葉轉(zhuǎn)換器400中的重新排序模 塊322、旋轉(zhuǎn)因子模塊324以及相位旋轉(zhuǎn)乘法單元326大致上相同。請繼續(xù)參照圖4，第一轉(zhuǎn)換電路模塊401的第一解多工器402于每一時鐘脈沖內(nèi)接 收輸入串行值的一點數(shù)值，并選擇性地將所接收的此點數(shù)值輸出至第一轉(zhuǎn)換電路模塊401 的第一儲存單元儲存404或輸出給第一轉(zhuǎn)換電路模塊401的第一轉(zhuǎn)換單元406使用。第一 轉(zhuǎn)換單元406自第一儲存單元404所儲存的內(nèi)容接收進(jìn)行7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算所需 的6點數(shù)值與自第一解多工器401接收其輸出的此點數(shù)值，以進(jìn)行7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換 運算。第一轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中6點數(shù)值被儲存至第一 儲存單元404中，其另一點數(shù)值則傳送至第一轉(zhuǎn)換電路模塊401的第一多工器408，而第一 多工器408用以接收第一儲存單元所儲存的7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中一點 數(shù)值與第一轉(zhuǎn)換單元406進(jìn)行7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的一點數(shù)值，并選擇性輸 出所接收的兩點數(shù)值的其中之一。另外，第一儲存單元404包括6個存儲器電路，而每一個 存儲器電路用以儲存540點數(shù)值。請繼續(xù)參照圖4，第二轉(zhuǎn)換電路模塊411的第二解多工器412于每一時鐘脈沖內(nèi)接 收第一多工器408所輸出的一點數(shù)值，并選擇性地將所接收的此點數(shù)值輸出至第二轉(zhuǎn)換電 路模塊411的第二儲存單元儲存414或輸出給第二轉(zhuǎn)換電路模塊411的第二轉(zhuǎn)換單元416 使用。第二轉(zhuǎn)換單元416自第二儲存單元414儲存所儲存的內(nèi)容接收進(jìn)行9點的快速傅立 葉轉(zhuǎn)換運算所需的8點數(shù)值與自第二解多工器412接收其輸出的此點數(shù)值，以進(jìn)行9點的 快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。第二轉(zhuǎn)換單元416進(jìn)行9點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中8點數(shù)值被儲存至第二儲存單元414中，其另一點數(shù)值則傳送至第二轉(zhuǎn)換電路模塊411的第 二多工器418，而第二多工器418用以接收第二儲存單元414所儲存的9點的快速傅立葉轉(zhuǎn) 換運算的結(jié)果的其中一點數(shù)值與第二儲存單元414進(jìn)行9點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果 的一點數(shù)值，并選擇性輸出所接收的兩點數(shù)值的其中之一至重新排序與相位旋轉(zhuǎn)乘積模塊 420以進(jìn)一步進(jìn)行重新排序以及相位旋轉(zhuǎn)因子乘積等處理。另外，第二儲存單元414包括8 個存儲器電路，而每一個存儲器電路用以儲存60點數(shù)值。重新排序模塊422、相位旋轉(zhuǎn)乘法單元424與旋轉(zhuǎn)因子模塊426之間的耦接關(guān)系 以及信號溝通的方式也與重新排序模塊322、旋轉(zhuǎn)因子模塊324以及相位旋轉(zhuǎn)乘法單元326 大致上相同，在此不重述其細(xì)節(jié)。重新排序與相位旋轉(zhuǎn)乘積模塊420的相位旋轉(zhuǎn)乘法單元 426，用以將重新排序模塊422所輸出的每一點數(shù)值與所接收到的變動性旋轉(zhuǎn)因子相乘，并 輸出每一點相乘后的數(shù)值。請繼續(xù)參照圖4，第三轉(zhuǎn)換電路模塊430的第三解多工器432于每一時鐘脈沖內(nèi)接 收相位旋轉(zhuǎn)乘法單元426所輸出的一點數(shù)值，并選擇性地將所接收的此點數(shù)值輸出至第三 轉(zhuǎn)換電路模塊430的第三儲存單元434儲存或輸出給第三轉(zhuǎn)換電路模塊430的第三轉(zhuǎn)換單 元436使用。第三轉(zhuǎn)換單元436自第三儲存單元434儲存所儲存的內(nèi)容接收進(jìn)行5點的快 速傅立葉轉(zhuǎn)換運算所需的4點數(shù)值與自第三解多工器432接收其輸出的此點數(shù)值，以進(jìn)行 5點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。第三轉(zhuǎn)換單元436進(jìn)行5點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的 其中4點數(shù)值被儲存至第三儲存單元434中，其另一點數(shù)值則傳送至第三轉(zhuǎn)換電路模塊430 的第三多工器438，而第三多工器438用以接收第三儲存單元434所儲存的5點的快速傅立 葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中一點數(shù)值與第三儲存單元434進(jìn)行5點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的 結(jié)果的一點數(shù)值，并選擇性輸出所接收的兩點數(shù)值的其中之一。另外，第三儲存單元434包 括4個存儲器電路，而每一個存儲器電路用以儲存12點數(shù)值。請繼續(xù)參照圖4，第四轉(zhuǎn)換電路模塊440的第四解多工器442于每一時鐘脈沖內(nèi)接 收第三多工器438所輸出的一點數(shù)值，并選擇性地將所接收的此點數(shù)值輸出至第四轉(zhuǎn)換電 路模塊440的第四儲存單元444儲存或輸出給第四轉(zhuǎn)換電路模塊440的第四轉(zhuǎn)換單元446 使用。第四轉(zhuǎn)換單元446自第四儲存單元444儲存所儲存的內(nèi)容接收進(jìn)行4點的快速傅立 葉轉(zhuǎn)換運算所需的3點數(shù)值與自第四解多工器442接收其輸出的此點數(shù)值，以進(jìn)行4點的 快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。第四轉(zhuǎn)換單元446進(jìn)行4點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中3 點數(shù)值被儲存至第四儲存單元444中，其另一點數(shù)值則傳送至第四轉(zhuǎn)換電路模塊440的第 四多工器448，而第四多工器448用以接收第四儲存單元444所儲存的4點的快速傅立葉轉(zhuǎn) 換運算的結(jié)果的其中一點數(shù)值與第四儲存單元444進(jìn)行4點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果 的一點數(shù)值，并選擇性輸出所接收的兩點數(shù)值的其中之一。另外，第四儲存單元444包括3 個存儲器電路，而每一個存儲器電路用以儲存3點數(shù)值。請繼續(xù)參照圖4，第五轉(zhuǎn)換電路模塊450的第五解多工器452于每一時鐘脈沖內(nèi)接 收第四多工器448所輸出的一點數(shù)值，并選擇性地將所接收的此點數(shù)值輸出至第五轉(zhuǎn)換電 路模塊430的第五儲存單元454儲存或輸出給第五轉(zhuǎn)換電路模塊450的第五轉(zhuǎn)換單元456 使用。第五轉(zhuǎn)換單元456自第五儲存單元454儲存所儲存的內(nèi)容接收進(jìn)行3點的快速傅立 葉轉(zhuǎn)換運算所需的4點數(shù)值與自第五解多工器452接收其輸出的此點數(shù)值，以進(jìn)行3點的 快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。第五轉(zhuǎn)換單元456進(jìn)行3點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中2點數(shù)值被儲存至第五儲存單元454中，其另一點數(shù)值則傳送至第五轉(zhuǎn)換電路模塊450的第 五多工器458，而第五多工器458用以接收第五儲存單元454所儲存的3點的快速傅立葉轉(zhuǎn) 換運算的結(jié)果的其中一點數(shù)值與第五儲存單元454進(jìn)行3點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果 的一點數(shù)值，并選擇性輸出所接收的兩點數(shù)值的其中之一為輸出串行值。值得注意的是，第一儲存單元404、第二儲存單元414、第三儲存單元434、第四儲 存單元444與第五儲存單元454皆包括同步存儲器裝置，且此些同步存儲器裝置具有正緣 時鐘脈沖觸發(fā)讀出與負(fù)緣時鐘脈沖觸發(fā)寫入的功能。據(jù)此，第一儲存單元404、第二儲存單 元414、第三儲存單元434、第四儲存單元444與第五儲存單元454可以于一個時鐘脈沖內(nèi) 讀出與寫入一個數(shù)值。另外，第一示范實施例的儲存模塊352具有類似本示范實施例的第 一儲存單元404、第二儲存單元414、第三儲存單元434、第四儲存單元444與第五儲存單元 454的功能。此外，第一示范實施例的選擇模塊352具有類似本示范實施例的第一解多工器 402、第一多工器408、第二解多工器412、第二多工器418、第三解多工器的功能432、第三多 工器436、第四解多工器442、第四多工器448、第五解多工器452與第五多工器458的功能。請繼續(xù)參照圖4，在本示范實施例中，快速傅立葉轉(zhuǎn)換器400可以進(jìn)行一種全流水 式傅立葉轉(zhuǎn)換運算。所述的全流水式傅立葉轉(zhuǎn)換運算于每一時鐘脈沖內(nèi)接收輸入串行值中 的一個數(shù)值，并且連續(xù)性計算多個3，780點FFT運算。另外，初步估計，根據(jù)本示范實施例， 本發(fā)明所提供的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器僅需要一個相位旋轉(zhuǎn)裝置與大約3，880個記憶空間，因 此以硬件實現(xiàn)時，可節(jié)省硬件開銷與電路面積。根據(jù)本發(fā)明的其他示范實施例，本發(fā)明還提供一種反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器(未繪 示)包括如上述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器400的所有元件。請參見以下代表FFT運算過程的等 式(1)與代表(反快速傅立葉轉(zhuǎn)換)IFFT運算過程的等式(2)。 Y{k) = Σχ(”).爐/, ο 彡 k 彡 N-I 等式(1)
n=0其中，Y(k)為通過FFT運算過程后的系數(shù)結(jié)果，χ (η)為FFT運算過程的輸入值， 妒/為旋轉(zhuǎn)因子，N為采樣點的數(shù)目并且N等于3，780。_)=丟Tr⑷等式(2)其中，χ(η)為通過IFFT運算過程后的系數(shù)結(jié)果，Y(k)為FFT運算過程的輸入值， 爐/"為旋轉(zhuǎn)因子，N為采樣點的數(shù)目并且N等于3，780。當(dāng)將等式(1)與等式(2)兩者進(jìn) 行比較時可以發(fā)現(xiàn)，IFFT運算過程與FFT運算過程的差異僅在于，等式⑵中被相加的每 一個頻域信號值(即IFFT運算的輸入值)所乘以的變動性旋轉(zhuǎn)因子的相位與相應(yīng)的等式 (1)的變動性旋轉(zhuǎn)因子相差180度。另外，等式(2)相加完成后的時域信號值需要進(jìn)行一調(diào) 節(jié)動作，亦即將輸出串行值中的各數(shù)值除以3，780。因此，反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器除了具有快 速傅立葉轉(zhuǎn)換器400的所有元件，反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器還包括一個共軛處理單元。此共軛 處理單元將反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器的輸入串行值進(jìn)行一次共軛運算，以產(chǎn)生輸入串行值的共 軛。接著，反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器將輸入串行值的共軛輸入快速傅立葉轉(zhuǎn)換器來進(jìn)行3，780 點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，以產(chǎn)生輸出串行值。然后，共軛處理單元將輸出串行值再求一次 共軛運算以產(chǎn)生一個反快速傅立葉輸出串行值。其中，共軛處理單元對輸入串行值的虛部 取反，對輸入串行值的實部不變化，或?qū)敵龃兄档奶摬咳》矗瑢敵龃兄档膶嵅坎蛔兓?。因此快速傅立葉轉(zhuǎn)換器400可以動態(tài)性地設(shè)置以進(jìn)行3，780點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算 或其對應(yīng)的3，780點的反快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。介紹完依據(jù)本發(fā)明的示范實施例所提供的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器與反快速傅立葉轉(zhuǎn) 換器之后，以下將以圖5至圖8介紹應(yīng)用本發(fā)明的精神的快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法與反快速傅 立葉轉(zhuǎn)換方法。圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三示范實施例所繪示一種快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法500的流 程圖。請參照圖5，在本示范實施例中，快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法500從步驟S502開始，在步驟 S502之后進(jìn)行步驟S504。在步驟S504中，快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法500依序接收3，780點FFT 運算的串行輸入值。另外，在步驟S504中，快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法500還利用庫利-圖基算 法將3，780點FFT運算分解為第一轉(zhuǎn)換動作與第二轉(zhuǎn)換動作。第一轉(zhuǎn)換動作為進(jìn)行一種 63點FFT運算，而第二轉(zhuǎn)換動作為進(jìn)行一種60點FFT運算。請參照前述的等式(1)，上述 3，780點FFT運算可被分解為依序進(jìn)行63點FFT運算與60點FFT運算的狀況可以用以下 等式⑶至等式(7)來表示。當(dāng)以下等式(3)、等式(4)與等式(5)成立時，則Nl、N2、nl、 n2、kl與k2之間的關(guān)系可以用以下等式(6)與等式(7)來代表。Nl = 63 等式(3)，N2 = 60 等式(4)，N = mXN2 等式(5)，η = N2Xnl+n2 等式(6)，
k = klX Nl+k2 等式(7)，其中，N等于3，780，η為等式⑴的加法運算中的索引值，k為等式⑴的加法 運算中每一輸入?yún)?shù)所須乘以變動性因子的索引值，而nl、n2、kl與k2為庫利-圖基算法 的參數(shù)。而上述的等式⑴還可以利用nl、n2、kl與k2改變?yōu)橐韵碌仁舰?br> 權(quán)利要求
1.一種快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，適用于3，780點的一快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，其中，該快速傅 立葉轉(zhuǎn)換器接收一輸入串行值，其中，該輸入串行值包括至少一組3，780點數(shù)值，其特征在 于該快速傅立葉轉(zhuǎn)換器包括一插序裝置，具有多個多工器、解多工器與多個儲存單元；一第一轉(zhuǎn)換模塊，耦接于該插序裝置，用以進(jìn)行一 63點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算；一第二轉(zhuǎn)換模塊，耦接于該插序裝置，用以進(jìn)行一 60點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，以輸出一輸出串行值；一重新排序模塊，耦接于該插序裝置，暫存自該插序裝置接收的每一點數(shù)值，并將其所 暫存的多點數(shù)值進(jìn)行重新排序后輸出；一旋轉(zhuǎn)因子模塊，儲存多個變動性旋轉(zhuǎn)因子，并提供該些變動性旋轉(zhuǎn)因子的其中之一 給一相位旋轉(zhuǎn)乘法單元；該相位旋轉(zhuǎn)乘法單元，耦接于該插序裝置、該重新排序模塊與該旋轉(zhuǎn)因子模塊，用以將 該重新排序模塊所輸出的每一點數(shù)值與所接收到的該變動性旋轉(zhuǎn)因子相乘，并輸出每一點 相乘后的數(shù)值；其中，該插序裝置用以接收該輸入串行值、該第一轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行該63點的快速傅立葉 轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果、該第二轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行該60點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果與該相位旋 轉(zhuǎn)乘法單元所輸出的該些相乘后的數(shù)值，該插序裝置用以提供該第一轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行該63 點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算所需的多點數(shù)值與該第二轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行該60點的快速傅立葉轉(zhuǎn) 換運算所需的多點數(shù)值。
2.如權(quán)利要求1所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該快速傅立葉轉(zhuǎn)換器利用一 庫利-圖基算法(Cooley-Tukey method)將該快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算分解為由該第一轉(zhuǎn)換模 塊與該第二轉(zhuǎn)換模塊依序計算完成；該第一轉(zhuǎn)換模塊包括一第一轉(zhuǎn)換單元與一第二轉(zhuǎn)換單 元，其中，該第一轉(zhuǎn)換模塊利用一互質(zhì)因子算法將該63點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算分解為一 7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算與一 9點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，而該第一轉(zhuǎn)換單元與該第二 轉(zhuǎn)換單元利用威諾格拉德算法(Winograd Small-N algorithm)分別進(jìn)行該7點的快速傅 立葉轉(zhuǎn)換運算與該9點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算；該第二轉(zhuǎn)換模塊包括一第三轉(zhuǎn)換單元、一 第四轉(zhuǎn)換單元與一第五轉(zhuǎn)換單元，其中，該第二轉(zhuǎn)換模塊利用該互質(zhì)因子算法將該60點的 快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算分解為一 5點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算、一 4點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算 與一 3點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，而該第三轉(zhuǎn)換單元、該第四轉(zhuǎn)換單元與該第五轉(zhuǎn)換單元 利用該威諾格拉德算法分別進(jìn)行該5點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算、該4點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換 運算與該3點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。
3.如權(quán)利要求2所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該插序裝置的該些解多工器 中的一第一解多工器于每一時鐘脈沖內(nèi)接收該輸入串行值的一點數(shù)值，并選擇性地將所接 收的該點數(shù)值輸出至該些儲存單元的一第一儲存單元儲存或輸出給該第一轉(zhuǎn)換單元使用； 該第一轉(zhuǎn)換單元自該第一儲存單元所儲存的內(nèi)容接收進(jìn)行該7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算 所需的6點數(shù)值與自該第一解多工器接收其輸出的該點數(shù)值，以進(jìn)行該7點的快速傅立葉 轉(zhuǎn)換運算；該第一轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行該7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中6點數(shù)值被儲 存至該第一儲存單元，其另一點數(shù)值則傳送至該些多工器中的一第一多工器，該第一多工 器用以接收該第一儲存單元所儲存的該7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中一點數(shù)值與該第一轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行該7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的一點數(shù)值，并選擇性輸出 所接收的兩點數(shù)值的其中之一。
4.如權(quán)利要求3所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，其特征在于該第一儲存單元包括6個存儲器電路，每一個存儲器電路用以儲存540點數(shù)值；該插序裝置的該些解多工器中的一第二解多工器于每一時鐘脈沖內(nèi)接收該第一多工 器所輸出的該一點數(shù)值，并選擇性地將所接收的該點數(shù)值輸出至該些儲存單元的一第二儲 存單元儲存或輸出給該第二轉(zhuǎn)換單元使用；該第二轉(zhuǎn)換單元自該第二儲存單元所儲存的內(nèi)容接收進(jìn)行該9點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換 運算所需的8點數(shù)值與自該第二解多工器接收其輸出的該點數(shù)值，以進(jìn)行該9點的快速傅 立葉轉(zhuǎn)換運算；以及該第二轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行該9點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中8點數(shù)值被儲存至該 第二儲存單元，其另一點數(shù)值則傳送至該些多工器中的一第二多工器，該第二多工器用以 接收該第二儲存單元所儲存的該9點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中一點數(shù)值與該 第二轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行該9點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的一點數(shù)值，并選擇性輸出所接收 的兩點數(shù)值的其中之一至該重新排序模塊。
5.如權(quán)利要求4所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，其特征在于該第二儲存單元包括8個存儲器電路，每一個存儲器電路用以儲存60點數(shù)值；該插序裝置的該些解多工器中的一第三解多工器于每一時鐘脈沖內(nèi)接收該相位旋轉(zhuǎn) 乘法單元所輸出的每一點相乘后的數(shù)值，并選擇性地將所接收的每一點相乘后的數(shù)值輸出 至該些儲存單元的一第三儲存單元儲存或輸出給該第三轉(zhuǎn)換單元使用；該第三轉(zhuǎn)換單元自該第三儲存單元所儲存的內(nèi)容接收進(jìn)行該5點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換 運算所需的4點數(shù)值與自該第三解多工器接收其輸出的該點數(shù)值，以進(jìn)行該5點的快速傅 立葉轉(zhuǎn)換運算；以及該第三轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行該5點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中4點數(shù)值被儲存至該 第三儲存單元，其另一點數(shù)值則傳送至該些多工器中的一第三多工器，該第三多工器用以 接收該第三儲存單元所儲存的該5點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中一點數(shù)值與該 第三轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行該5點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的一點數(shù)值，并選擇性輸出所接收 的兩點數(shù)值的其中之一。
6.如權(quán)利要求5所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，其特征在于該第三儲存單元包括4個存儲器電路，每一個存儲器電路用以儲存12點數(shù)值；該插序裝置的該些解多工器中的一第四解多工器于每一時鐘脈沖內(nèi)接收該第三多工 器所輸出的該一點數(shù)值，并選擇性地將所接收的該點數(shù)值輸出至該些儲存單元的一第四儲 存單元儲存或輸出給該第四轉(zhuǎn)換單元使用；該第四轉(zhuǎn)換單元自該第四儲存單元所儲存的內(nèi)容接收進(jìn)行該4點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換 運算所需的3點數(shù)值與自該第四解多工器接收其輸出的該點數(shù)值，以進(jìn)行該4點的快速傅 立葉轉(zhuǎn)換運算；以及該第四轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行該4點快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中3點數(shù)值被儲存至該第 四儲存單元，其另一點數(shù)值則傳送至該些多工器中的一第四多工器，該第四多工器用以接 收該第四儲存單元所儲存的該4點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中一點數(shù)值與該第四轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行該4點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的一點數(shù)值，并選擇性輸出所接收的 兩點數(shù)值的其中之一。
7.如權(quán)利要求6所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該第四儲存單元包括3個存儲 器電路，每一個存儲器電路用以儲存3點數(shù)值。
8.如權(quán)利要求6所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，其特征在于該插序裝置的該些解多工器中的一第五解多工器于每一時鐘脈沖內(nèi)接收該第四多工 器所輸出的該一點數(shù)值，并選擇性地將所接收的該點數(shù)值輸出至該些儲存單元的一第五儲 存單元儲存或輸出給該第五轉(zhuǎn)換單元使用；該第四轉(zhuǎn)換單元自該第五儲存單元所儲存的內(nèi)容接收進(jìn)行該3點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換 運算所需的2點數(shù)值與自該第五解多工器接收其輸出的該點數(shù)值，以進(jìn)行該3點的快速傅 立葉轉(zhuǎn)換運算；以及該第五轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行該3點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中2點數(shù)值被儲存至該 第五儲存單元，其另一點數(shù)值則傳送至該些多工器中的一第五多工器，該第五多工器用以 接收該第五儲存單元所儲存的該3點快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的其中一點數(shù)值與該第 五轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行該3點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的結(jié)果的一點數(shù)值，并選擇性輸出所接收的 兩點數(shù)值的其中之一為該輸出串行值。
9.如權(quán)利要求1所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，其特征在于該快速傅立葉轉(zhuǎn)換器進(jìn)行一全 流水式傅立葉轉(zhuǎn)換運算，其中，該全流水式傅立葉轉(zhuǎn)換運算于該每一時鐘脈沖內(nèi)接收該輸 入串行值中的一數(shù)值，并且連續(xù)性進(jìn)行多個3，780點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。
10.一種反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，適用于3，780點的一反快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，其特征在 于該反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器包括如權(quán)利要求1所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器的所有元件，并且更 包括一共軛處理單元，將該反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器的一輸入串行值進(jìn)行一共軛運算，以產(chǎn)生 該輸入串行值的一共軛，將該輸入串行值的該共軛輸入該快速傅立葉轉(zhuǎn)換器以進(jìn)行3，780 點的一快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算以產(chǎn)生一輸出串行值，并將該輸出串行值再求一共軛運算以產(chǎn) 生一反快速傅立葉輸出串行值，其中，該共軛處理單元對一輸入串行值的對該輸入串行值 的一虛部取反，對該輸入串行值的一實部不變化，或?qū)υ撦敵龃兄档囊惶摬咳》?，對該?出串行值的一實部不變化。
11.一種快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法，適用于3，780點的一快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，其特征在于 該快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法包括依序接收一輸入串行值，其中，該輸入串行值包括多組3，780點數(shù)值；依據(jù)一 7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的需要，對該輸入串行值進(jìn)行一第一數(shù)值選擇動 作，并對該第一數(shù)值選擇動作的結(jié)果進(jìn)行該7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，以產(chǎn)生一第一轉(zhuǎn) 換結(jié)果；依據(jù)一 9點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的需要，對該第一轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行一第二數(shù)值選擇動 作，并對該第二數(shù)值選擇動作的結(jié)果進(jìn)行該9點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，以產(chǎn)生一第二轉(zhuǎn) 換結(jié)果；暫存該第二轉(zhuǎn)換結(jié)果的每一點數(shù)值，并將所暫存的多點數(shù)值進(jìn)行一重新排序動作后輸出；依序?qū)υ撆判虼薪Y(jié)果的一數(shù)值進(jìn)行一相位旋轉(zhuǎn)乘積動作，其中，該相位旋轉(zhuǎn)乘積動 作包括依據(jù)該重新排序動作所輸出的每一點數(shù)值來選擇一適當(dāng)變動性旋轉(zhuǎn)因子，以及將該 重新排序動作所輸出的每一點數(shù)值乘以該適當(dāng)變動性旋轉(zhuǎn)因子，以輸出每一點相乘后的數(shù) 值；依據(jù)一 5點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的需要，對該相位旋轉(zhuǎn)乘積動作所輸出的每一點相 乘后的數(shù)值進(jìn)行一第三數(shù)值選擇動作，并對該第三數(shù)值選擇動作的結(jié)果進(jìn)行該5點的快速 傅立葉轉(zhuǎn)換運算，以產(chǎn)生一第三轉(zhuǎn)換結(jié)果；依據(jù)一 4點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的需要，對該第三轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行一第四數(shù)值選擇動 作，并對該第四數(shù)值選擇動作的結(jié)果進(jìn)行該4點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，以產(chǎn)生一第四轉(zhuǎn) 換結(jié)果；以及依據(jù)一 3點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的需要，對該第四轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行一第五數(shù)值選擇動 作，并對該第五數(shù)值選擇動作的結(jié)果進(jìn)行該3點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，以產(chǎn)生一輸出串 行值。
12.如權(quán)利要求11所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，該快速傅立葉轉(zhuǎn)換方 法利用一庫利-圖基算法(Cooley-Tukey method)將該快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算分解為由該 63點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算與該60點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算依序完成；該快速傅立葉 轉(zhuǎn)換方法利用一互質(zhì)因子算法分解該63點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算為一第一轉(zhuǎn)換動作與 一第二轉(zhuǎn)換動作，其中，該第一轉(zhuǎn)換動作包括利用一威諾格拉德算法(Winograd Small-N algorithm)進(jìn)行一 7點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，而該第二轉(zhuǎn)換子動作包括利用該威諾格拉 德算法進(jìn)行一9點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，其中，該快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法利用該互質(zhì)因子 算法分解該60點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算為一第三轉(zhuǎn)換動作、一第四轉(zhuǎn)換動作與一第五轉(zhuǎn) 換動作，其中，該第三轉(zhuǎn)換動作包括利用該威諾格拉德算法進(jìn)行一 5點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換 運算，該第四轉(zhuǎn)換動作包括利用該威諾格拉德算法進(jìn)行一 4點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，且 該第五轉(zhuǎn)換動作包括利用該威諾格拉德算法進(jìn)行一 3點的快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算。
13.如權(quán)利要求11所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法，其特征在于該快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法為 一全流水式傅立葉轉(zhuǎn)換運算，其中，全流水式傅立葉轉(zhuǎn)換運算于該每一時鐘脈沖內(nèi)接收該 輸入串行值中的一數(shù)值，并且連續(xù)性進(jìn)行多個3，780點快速的傅立葉轉(zhuǎn)換運算。
14.一種反快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法，適用于3，780點的一反傅立葉轉(zhuǎn)換運算，其特征在于 該反快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法包括如權(quán)利要求11所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換方法的所有特征，并 且更包括將該反傅立葉轉(zhuǎn)換運算的一輸入串行值進(jìn)行一共軛運算，以產(chǎn)生該輸入串行值的一共軛；將該輸入串行值的該共軛進(jìn)行3，780點的該快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算以產(chǎn)生一輸出串行 值；以及將該輸出串行值進(jìn)行一共軛運算以產(chǎn)生一反快速傅立葉輸出串行值，其中，該共軛運 算對該輸入串行值的一虛部取反，對輸入串行值一實部不變化，或?qū)υ撦敵龃兄档囊惶?部取反，對該輸出串行值的一實部不變化。
全文摘要
一種快速傅立葉轉(zhuǎn)換器與反快速傅立葉轉(zhuǎn)換器及其方法。所述的快速傅立葉轉(zhuǎn)換器，適用于3,780點的傅立葉轉(zhuǎn)換運算，其包括插序裝置、第一轉(zhuǎn)換模塊、重新排序模塊、乘法單元與第二轉(zhuǎn)換模塊。插序裝置，接收輸入串行值并依據(jù)快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算的需要提供多點數(shù)值給第一、第二轉(zhuǎn)換模塊。第一轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行63點快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算，輸出至插序裝置以暫存結(jié)果，重新排序模塊對插序裝置所暫存的結(jié)果進(jìn)行重新排序，而乘法單元對重新排序后的每一點數(shù)值乘以適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)因子。第二轉(zhuǎn)換模塊對相乘的結(jié)果進(jìn)行60點快速傅立葉轉(zhuǎn)換運算并產(chǎn)生輸出串行值。
文檔編號G06F17/14GK102073620SQ20091019912
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者李漢軍 申請人:揚智電子(上海)有限公司