本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域，特別是涉及一種信號(hào)處理的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

信號(hào)處理在asic系統(tǒng)、soc系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在有線通信、無(wú)線通信、雷達(dá)通信、圖像和語(yǔ)音信號(hào)處理等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。

現(xiàn)有的信號(hào)處理中，應(yīng)用雙端口ram作為存儲(chǔ)器，參數(shù)讀取和存儲(chǔ)需要插入等待周期，且ram單元的讀寫需要復(fù)雜的讀寫控制邏輯和地址產(chǎn)生模塊，從而降低了運(yùn)算效率。

因此，如何有效地克服讀寫參數(shù)的等待周期，提高運(yùn)算效率是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種信號(hào)處理的方法及系統(tǒng)。該信號(hào)處理的方法及系統(tǒng)能夠有效地克服讀寫參數(shù)的等待周期，提高運(yùn)算效率。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種信號(hào)處理的方法，包括：

在信號(hào)處理過(guò)程中，將當(dāng)前對(duì)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算的蝶形運(yùn)算確定為目標(biāo)運(yùn)算；

輸出所述目標(biāo)運(yùn)算的第一輸出數(shù)據(jù)和第二輸出數(shù)據(jù)，所述第一輸出數(shù)據(jù)和所述第二輸出數(shù)據(jù)為所述目標(biāo)運(yùn)算對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算后的輸出數(shù)據(jù)；

將所述第一輸出數(shù)據(jù)和所述第二輸出數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)至先入先出隊(duì)列fifo中，并在所述目標(biāo)運(yùn)算的下一級(jí)蝶形運(yùn)算開始前，依據(jù)先入先出的順序依次輸出第三輸出數(shù)據(jù)和所述第一輸出數(shù)據(jù)，所述第三輸出數(shù)據(jù)為所述目標(biāo)運(yùn)算的上一級(jí)蝶形運(yùn)算輸出的與所述第二輸出數(shù)據(jù)歸屬同一運(yùn)算類型的輸出數(shù)據(jù)；

將所述第一輸出數(shù)據(jù)和所述第三輸出數(shù)據(jù)作為所述目標(biāo)運(yùn)算的下一級(jí)蝶形運(yùn)算的輸入數(shù)據(jù)，并將所述目標(biāo)運(yùn)算的下一級(jí)蝶形運(yùn)算作為新的目標(biāo)運(yùn)算，執(zhí)行上述信號(hào)處理過(guò)程，直至完成對(duì)所述信號(hào)的處理。

上述的方法，優(yōu)選的，所述第一輸出數(shù)據(jù)具體為所述目標(biāo)運(yùn)算對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行相加運(yùn)算后的輸出數(shù)據(jù)，所述第二輸出數(shù)據(jù)具體為所述目標(biāo)運(yùn)算對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行相乘運(yùn)算后的輸出數(shù)據(jù)。

上述的方法，優(yōu)選的，還包括：對(duì)所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)進(jìn)行分別緩存，并按照先入先出的順序分別輸出所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)。

上述的方法，優(yōu)選的，還包括：在控制信號(hào)的作用下，對(duì)所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)以乒乓控制的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

上述的方法，優(yōu)選的，還包括：對(duì)所述目標(biāo)運(yùn)算輸出的第一輸出數(shù)據(jù)的高三位和第二輸出數(shù)據(jù)的高三位分別進(jìn)行溢出處理。

上述的方法，優(yōu)選的，還包括：通過(guò)仿真模擬所述信號(hào)處理方法，得出最終信號(hào)處理結(jié)果，驗(yàn)證所述最終信號(hào)處理結(jié)果的準(zhǔn)確性。

一種信號(hào)處理的系統(tǒng)，包括：

確定單元，用于在信號(hào)處理過(guò)程中，將當(dāng)前對(duì)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算的蝶形運(yùn)算確定為目標(biāo)運(yùn)算；

輸出單元，用于輸出所述目標(biāo)運(yùn)算的第一輸出數(shù)據(jù)和第二輸出數(shù)據(jù)，所述第一輸出數(shù)據(jù)和所述第二輸出數(shù)據(jù)為所述目標(biāo)運(yùn)算對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算后的輸出數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，采用fifo結(jié)構(gòu)，用于將所述第一輸出數(shù)據(jù)和所述第二輸出數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)至先入先出隊(duì)列fifo中，并在所述目標(biāo)運(yùn)算的下一級(jí)蝶形運(yùn)算開始前，依據(jù)先入先出的順序依次輸出第三輸出數(shù)據(jù)和所述第一輸出數(shù)據(jù)，所述第三輸出數(shù)據(jù)為所述目標(biāo)運(yùn)算的上一級(jí)蝶形運(yùn)算輸出的與所述第二輸出數(shù)據(jù)歸屬同一運(yùn)算類型的輸出數(shù)據(jù)；

處理單元，用于將所述第一輸出數(shù)據(jù)和所述第三輸出數(shù)據(jù)作為所述目標(biāo)運(yùn)算的下一級(jí)蝶形運(yùn)算的輸入數(shù)據(jù)，并將所述目標(biāo)運(yùn)算的下一級(jí)蝶形運(yùn)算作為新的目標(biāo)運(yùn)算，執(zhí)行上述信號(hào)處理過(guò)程，直至完成對(duì)所述信號(hào)的處理。

上述的系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括：

數(shù)據(jù)緩存單元，采用fifo結(jié)構(gòu)，用于對(duì)所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)進(jìn)行分別緩存，并按照先入先出的順序分別輸出所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)。

上述的系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括：

數(shù)據(jù)交換單元，用于在控制信號(hào)的作用下，對(duì)所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)以乒乓控制的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

上述的系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括：

溢出處理單元，用于對(duì)所述目標(biāo)運(yùn)算輸出的第一輸出數(shù)據(jù)的高三位和第二輸出數(shù)據(jù)的高三位分別進(jìn)行溢出處理。

上述的系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括：

驗(yàn)證單元，用于通過(guò)仿真模擬所述信號(hào)處理方法，得出最終信號(hào)處理結(jié)果，驗(yàn)證所述最終信號(hào)處理結(jié)果的準(zhǔn)確性。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑男盘?hào)處理的方法中，確定目標(biāo)蝶形運(yùn)算后的兩個(gè)輸出數(shù)據(jù)，所述兩個(gè)輸出數(shù)據(jù)分別為第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)；對(duì)所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)進(jìn)行分別存儲(chǔ)，并按照先入先出的順序分別輸出所述第一數(shù)據(jù)和第三數(shù)據(jù)；所述第三數(shù)據(jù)與所述第一數(shù)據(jù)作為下一級(jí)蝶形運(yùn)算的兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)，對(duì)所述兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行所述下一級(jí)蝶形運(yùn)算，所述蝶形運(yùn)算采用流水線設(shè)計(jì)，所述蝶形運(yùn)算的結(jié)果直接用于下一級(jí)運(yùn)算，無(wú)需等到所述蝶形運(yùn)算全部完成。這樣就保證了數(shù)據(jù)的連貫性，采用流水線設(shè)計(jì)，前一級(jí)的蝶形運(yùn)算有運(yùn)算結(jié)果輸出時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)下一級(jí)的蝶形運(yùn)算，前一級(jí)蝶形運(yùn)算的結(jié)果直接用于下一級(jí)蝶形運(yùn)算，無(wú)需等到前一級(jí)蝶形運(yùn)算全部完成，提高了運(yùn)算效率。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1是本申請(qǐng)一種信號(hào)處理的方法實(shí)施例1的流程圖；

圖2是本申請(qǐng)一種信號(hào)處理的方法實(shí)施例2的流程圖；

圖3是本申請(qǐng)一種信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本申請(qǐng)一種信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本申請(qǐng)一種信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)施例2具體應(yīng)用的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本申請(qǐng)一種信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)施例2具體應(yīng)用中數(shù)據(jù)寫入變化規(guī)律圖；

圖7是本申請(qǐng)一種信號(hào)處理系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種信號(hào)處理的方法及系統(tǒng)，可以有效地克服讀寫參數(shù)的等待周期，提高運(yùn)算效率。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參考圖1，示出了本申請(qǐng)一種信號(hào)處理的方法實(shí)施例1的流程圖，可以包括以下步驟：

步驟s101：在信號(hào)處理過(guò)程中，將當(dāng)前對(duì)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算的蝶形運(yùn)算確定為目標(biāo)運(yùn)算。

在對(duì)信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換時(shí)，若進(jìn)行n點(diǎn)快速傅里葉變換，則需要進(jìn)行的蝶形運(yùn)算的級(jí)數(shù)為在進(jìn)行多級(jí)蝶形運(yùn)算的過(guò)程中，將當(dāng)前正在進(jìn)行的第k級(jí)蝶形運(yùn)算作為目標(biāo)運(yùn)算，k的取值范圍為：1到

步驟s102：輸出所述目標(biāo)運(yùn)算的第一輸出數(shù)據(jù)和第二輸出數(shù)據(jù)，所述第一輸出數(shù)據(jù)和所述第二輸出數(shù)據(jù)為所述目標(biāo)運(yùn)算對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算后的輸出數(shù)據(jù)。

一個(gè)蝶形運(yùn)算包括加減運(yùn)算和乘法運(yùn)算，經(jīng)過(guò)蝶形運(yùn)算中的加減運(yùn)算后將產(chǎn)生一個(gè)加項(xiàng)結(jié)果和一個(gè)減項(xiàng)結(jié)果，然后得到的減項(xiàng)結(jié)果與相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)因子相乘，進(jìn)行乘法運(yùn)算，得到相乘后的結(jié)果，所述加項(xiàng)結(jié)果和所述相乘后的結(jié)果即為一個(gè)蝶形運(yùn)算后的兩個(gè)輸出數(shù)據(jù)，加項(xiàng)結(jié)果為所述第一數(shù)據(jù)，相乘 后的結(jié)果為所述第二數(shù)據(jù)。

步驟s103：將所述第一輸出數(shù)據(jù)和所述第二輸出數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)至先入先出隊(duì)列fifo中，并在所述目標(biāo)運(yùn)算的下一級(jí)蝶形運(yùn)算開始前，依據(jù)先入先出的順序依次輸出第三輸出數(shù)據(jù)和所述第一輸出數(shù)據(jù)，所述第三輸出數(shù)據(jù)為所述目標(biāo)運(yùn)算的上一級(jí)蝶形運(yùn)算輸出的與所述第二輸出數(shù)據(jù)歸屬同一運(yùn)算類型的輸出數(shù)據(jù)。

所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)直接進(jìn)行分別存儲(chǔ)，方便尋址，且在對(duì)所述第二數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，先按照先入先出的順序輸出第三數(shù)據(jù)，然后再對(duì)所述第二數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。所述輸出的第三數(shù)據(jù)即為之前存儲(chǔ)的前一級(jí)蝶形運(yùn)算后的所述第二數(shù)據(jù)。

步驟s104：將所述第一輸出數(shù)據(jù)和所述第三輸出數(shù)據(jù)作為所述目標(biāo)運(yùn)算的下一級(jí)蝶形運(yùn)算的輸入數(shù)據(jù)，并將所述目標(biāo)運(yùn)算的下一級(jí)蝶形運(yùn)算作為新的目標(biāo)運(yùn)算，執(zhí)行上述信號(hào)處理過(guò)程，直至完成對(duì)所述信號(hào)的處理。

按照先入先出順序輸出的所述第三數(shù)據(jù)和所述一個(gè)蝶形運(yùn)算后的第一數(shù)據(jù)共同作為下一級(jí)蝶形運(yùn)算的兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)，對(duì)所述兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行蝶形運(yùn)算，所述蝶形運(yùn)算仍然包括加減運(yùn)算和乘法運(yùn)算，蝶形運(yùn)算后產(chǎn)生兩個(gè)輸出數(shù)據(jù)，一個(gè)為加項(xiàng)結(jié)果即為所述第一數(shù)據(jù)，一個(gè)為相乘后的結(jié)果即為所述第二數(shù)據(jù)，然后對(duì)所述第二數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并按照先入先出的順序輸出第三數(shù)據(jù)，所述第三數(shù)據(jù)與所述第一數(shù)據(jù)作為下一級(jí)蝶形運(yùn)算的兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)，進(jìn)行下一級(jí)蝶形運(yùn)算。所述蝶形運(yùn)算采用流水線設(shè)計(jì)，所述蝶形運(yùn)算的結(jié)果直接用于下一級(jí)運(yùn)算，無(wú)需等到所述蝶形運(yùn)算全部完成，提高運(yùn)算效率。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑男盘?hào)處理方法中，采用流水線設(shè)計(jì)，前一級(jí)的蝶形運(yùn)算有運(yùn)算結(jié)果輸出時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)下一級(jí)的蝶形運(yùn)算，前一級(jí)蝶形運(yùn)算的結(jié)果直接用于下一級(jí)蝶形運(yùn)算，無(wú)需等到前一級(jí)蝶形運(yùn)算全部完成，提高了運(yùn)算效率。

請(qǐng)參考圖2，示出了本申請(qǐng)一種信號(hào)處理方法實(shí)施例2的流程圖，該方法還包括以下步驟：

步驟105：對(duì)所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)進(jìn)行分別緩存，并按照先入先出的順序輸出所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)。

每一級(jí)蝶形運(yùn)算后的兩個(gè)輸出數(shù)據(jù)均需要進(jìn)行緩存，而且所述兩個(gè)輸出 數(shù)據(jù)即所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)進(jìn)行分別緩存，防止每一級(jí)蝶形運(yùn)算后的輸出結(jié)果出現(xiàn)丟失的情況，以方便對(duì)每一級(jí)蝶形運(yùn)算的兩個(gè)輸出結(jié)果分別進(jìn)行讀取。在對(duì)每一級(jí)蝶形運(yùn)算后的兩個(gè)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存后，并按照先入先出的順序輸出所述第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存后需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)時(shí)鐘周期后才可以進(jìn)行讀取，所以整個(gè)流水線過(guò)程中，需要插入兩個(gè)等待周期。

步驟106：在控制信號(hào)的作用下，對(duì)所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)以乒乓控制的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

所述控制信號(hào)是在運(yùn)算過(guò)程中產(chǎn)生的，而非人為設(shè)定的。

所述以乒乓控制的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換具體為：當(dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)不進(jìn)行交換，當(dāng)控制信號(hào)為高電平時(shí)，所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)進(jìn)行交換。以方便更加準(zhǔn)確的獲取需要的數(shù)據(jù)。

該方法還包括：

對(duì)所述目標(biāo)運(yùn)算輸出的第一輸出數(shù)據(jù)的高三位和第二輸出數(shù)據(jù)的高三位分別進(jìn)行溢出處理。

為了解決好數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)范圍，本設(shè)計(jì)采用塊浮點(diǎn)的數(shù)據(jù)存取方式，其介于浮點(diǎn)和定點(diǎn)之間。該方法將n點(diǎn)數(shù)據(jù)共享同一個(gè)指數(shù)，這個(gè)指數(shù)為n點(diǎn)數(shù)據(jù)中絕對(duì)值最大的數(shù)的指數(shù)。這樣在對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行加法、乘法時(shí)只需對(duì)尾數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的加、乘運(yùn)算。可以保證數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)范圍的前提下，獲得與定點(diǎn)運(yùn)算一樣的速度，但是容易在進(jìn)行尾數(shù)定點(diǎn)加法時(shí)產(chǎn)生了數(shù)據(jù)溢出問(wèn)題。

由于a+b*w、a-b*w復(fù)數(shù)運(yùn)算中最多兩次加法，也即最多兩次進(jìn)位，因此將輸入的16位數(shù)據(jù)按照符號(hào)位擴(kuò)展成18位，然后進(jìn)行乘加運(yùn)算，其中a和b分別為進(jìn)行蝶形運(yùn)算的兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)，w為參與蝶形運(yùn)算的旋轉(zhuǎn)因子。對(duì)蝶形運(yùn)算結(jié)果的高三位進(jìn)行溢出檢測(cè)，由此來(lái)決定如何從18位中取16位有效數(shù)據(jù)。同時(shí)根據(jù)同級(jí)運(yùn)算溢出的最大位數(shù)來(lái)相應(yīng)增加各級(jí)指數(shù)。該溢出處理方案如下：

蝶形運(yùn)算單元結(jié)果的高三位為000或111時(shí)無(wú)溢出；001或110時(shí)溢出一位；01x或10x時(shí)溢出兩位。

當(dāng)計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)溢出時(shí)，會(huì)記錄每一級(jí)的最大溢出位數(shù)。本級(jí)的運(yùn)算結(jié)果用作下一級(jí)的運(yùn)算參數(shù)，在下一級(jí)參數(shù)讀取過(guò)程中根據(jù)上一級(jí)的溢出標(biāo)志 對(duì)取出的數(shù)據(jù)進(jìn)行移位處理，保證每一級(jí)的參數(shù)均為16位有效數(shù)據(jù)。還可以對(duì)每一級(jí)的溢出位數(shù)進(jìn)行求和得到整個(gè)fft運(yùn)算的溢出位數(shù)，當(dāng)fft運(yùn)算結(jié)束后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一處理。

該方法還包括：

步驟107：通過(guò)仿真模擬所述信號(hào)處理方法，得出最終信號(hào)處理結(jié)果，驗(yàn)證所述最終信號(hào)處理結(jié)果的準(zhǔn)確性。

為了驗(yàn)證利用所述信號(hào)處理方法計(jì)算得到的最終信號(hào)處理結(jié)果的準(zhǔn)確性，本申請(qǐng)采用了物理驗(yàn)證和軟件驗(yàn)證兩種方法，最終對(duì)這兩種方法的驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，若所述兩種方法的計(jì)算結(jié)果相對(duì)應(yīng)，兩個(gè)計(jì)算結(jié)果的差值在誤差允許的范圍內(nèi)，則利用本申請(qǐng)所述的信號(hào)處理方法計(jì)算得到的結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤。

與此同時(shí)，比較兩種驗(yàn)證方法整個(gè)過(guò)程的時(shí)延，還可以驗(yàn)證此信號(hào)處理方法采用流水線設(shè)計(jì)能大大提高運(yùn)算效率。

與上述本申請(qǐng)一種信號(hào)處理方法實(shí)施例1所提供的方法相對(duì)應(yīng)，請(qǐng)參考圖3，本申請(qǐng)還提供了一種信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖，在本實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括：

確定單元101，用于在信號(hào)處理過(guò)程中，將當(dāng)前對(duì)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算的蝶形運(yùn)算確定為目標(biāo)運(yùn)算；

輸出單元102，用于輸出所述目標(biāo)運(yùn)算的第一輸出數(shù)據(jù)和第二輸出數(shù)據(jù)，所述第一輸出數(shù)據(jù)和所述第二輸出數(shù)據(jù)為所述目標(biāo)運(yùn)算對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算后的輸出數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元103，采用fifo結(jié)構(gòu)，用于將所述第一輸出數(shù)據(jù)和所述第二輸出數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)至先入先出隊(duì)列fifo中，并在所述目標(biāo)運(yùn)算的下一級(jí)蝶形運(yùn)算開始前，依據(jù)先入先出的順序依次輸出第三輸出數(shù)據(jù)和所述第一輸出數(shù)據(jù)，所述第三輸出數(shù)據(jù)為所述目標(biāo)運(yùn)算的上一級(jí)蝶形運(yùn)算輸出的與所述第二輸出數(shù)據(jù)歸屬同一運(yùn)算類型的輸出數(shù)據(jù)；

處理單元104，用于將所述第一輸出數(shù)據(jù)和所述第三輸出數(shù)據(jù)作為所述目標(biāo)運(yùn)算的下一級(jí)蝶形運(yùn)算的輸入數(shù)據(jù)，并將所述目標(biāo)運(yùn)算的下一級(jí)蝶形運(yùn)算作為新的目標(biāo)運(yùn)算，執(zhí)行上述信號(hào)處理過(guò)程，直至完成對(duì)所述信號(hào)的處理。

所述蝶形運(yùn)算采用的流水線設(shè)計(jì)是由系統(tǒng)狀態(tài)機(jī)控制的。此信號(hào)處理系統(tǒng)的工作狀態(tài)由一個(gè)主狀態(tài)機(jī)控制，共有三個(gè)工作狀態(tài)，idle狀態(tài)為空閑狀態(tài)，即為此信號(hào)處理系統(tǒng)的初始狀態(tài)，當(dāng)此系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)時(shí)收到start信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)算狀態(tài)state1中，否則狀態(tài)機(jī)機(jī)制處于空閑狀態(tài)。state1為系統(tǒng)的一級(jí)蝶形運(yùn)算狀態(tài)，若一級(jí)蝶形運(yùn)算結(jié)束，則stage_end＝1，系統(tǒng)進(jìn)入下一狀態(tài)state2中，否則保持state1的狀態(tài)。在state2中，系統(tǒng)判斷所有蝶形運(yùn)算是否全部完成，若沒有完成，則繼續(xù)在state1狀態(tài)下完成蝶形運(yùn)算，否則，則回到空閑狀態(tài)。

該系統(tǒng)采用系統(tǒng)狀態(tài)機(jī)控制流水線過(guò)程，即在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成一個(gè)蝶形運(yùn)算單元。使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用系統(tǒng)資源較少且運(yùn)算效率高。

在圖3的基礎(chǔ)上，本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)施例2如圖4所示，該系統(tǒng)還包括：

數(shù)據(jù)緩存單元105，采用fifo結(jié)構(gòu)，用于對(duì)所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)進(jìn)行分別緩存，并按照先入先出的順序輸出所述第一數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)。

該系統(tǒng)中包括兩個(gè)數(shù)據(jù)緩存單元，分別用于緩存所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)，且所述兩個(gè)數(shù)據(jù)緩存單元均采用fifo結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單且讀寫控制相對(duì)容易。數(shù)據(jù)寫入fifo后需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)時(shí)鐘周期后才可以讀取，所以整個(gè)流水線過(guò)程中，需要插入兩個(gè)等待周期。

數(shù)據(jù)交換單元106，用于在控制信號(hào)的作用下，對(duì)所述第一數(shù)據(jù)和所述第二數(shù)據(jù)以乒乓控制的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

所述以乒乓控制的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換具體為：當(dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，為直通模式，即輸出端口1等于輸入端口1，輸出端口2等于輸入端口2。當(dāng)控制信號(hào)為高電平時(shí)，所為交叉模式，即輸出端口1等于輸入端口2，輸出端口2等于輸入端口1。以方便更加準(zhǔn)確的獲取需要的數(shù)據(jù)。

該系統(tǒng)還包括：

溢出處理單元：用于對(duì)所述目標(biāo)運(yùn)算輸出的第一輸出數(shù)據(jù)的高三位和第二輸出數(shù)據(jù)的高三位分別進(jìn)行溢出處理。

當(dāng)計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)溢出時(shí)，所述溢出處理單元會(huì)記錄每一級(jí)的最大溢出位數(shù)。本級(jí)的運(yùn)算結(jié)果用作下一級(jí)的運(yùn)算參數(shù)，在下一級(jí)參數(shù)讀取過(guò)程中根據(jù) 上一級(jí)的溢出標(biāo)志對(duì)取出的數(shù)據(jù)進(jìn)行移位處理，保證每一級(jí)的參數(shù)均為16位有效數(shù)據(jù)。所述溢出處理單元還可以對(duì)每一級(jí)的溢出位數(shù)進(jìn)行求和得到整個(gè)fft運(yùn)算的溢出位數(shù)，當(dāng)fft運(yùn)算結(jié)束后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一處理。

該系統(tǒng)還包括：

驗(yàn)證單元107，用于通過(guò)仿真模擬所述信號(hào)處理方法，得出最終信號(hào)處理結(jié)果，驗(yàn)證所述最終信號(hào)處理結(jié)果的準(zhǔn)確性。

本系統(tǒng)采用物理驗(yàn)證和軟件驗(yàn)證兩種方法，物理驗(yàn)證采用fpga驗(yàn)證手段。

在實(shí)際驗(yàn)證時(shí)，若蝶形運(yùn)算單元103中的乘法器采用八級(jí)流水線設(shè)計(jì)，時(shí)鐘頻率為100mhz，1024點(diǎn)傅里葉變換共需要5120個(gè)蝶形運(yùn)算單元103，理想狀態(tài)下，用c語(yǔ)言進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)1024點(diǎn)傅里葉變換需要51.2us。通過(guò)fpga驗(yàn)證的實(shí)際工作時(shí)間為52.9us，剩余的1.7us主要是每一級(jí)蝶形運(yùn)算單元的數(shù)據(jù)讀取時(shí)間、流水線準(zhǔn)備時(shí)間和系統(tǒng)狀態(tài)機(jī)切換時(shí)間。

此驗(yàn)證數(shù)據(jù)充分證明了系統(tǒng)流水線工作的有效性，即在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成一個(gè)蝶形運(yùn)算單元。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且占用系統(tǒng)資源較少，在功耗和運(yùn)算效率方面均取得了很好的平衡。

請(qǐng)參考圖5，示出了本申請(qǐng)一種信號(hào)處理系統(tǒng)實(shí)施例2具體應(yīng)用的結(jié)構(gòu)示意圖。

包括datafifo/a107，datafifo/b108，butterflyunit103，bufferfifo/1109，bufferfifo/2110和dataswitch105；其中datafifo/a107和datafifo/b108的結(jié)構(gòu)一樣，bufferfifo/1109和bufferfifo/2110的結(jié)構(gòu)一樣。

以八點(diǎn)傅里葉變換(fft)為例，cpu把八點(diǎn)原始數(shù)據(jù)按照奇偶序列分別寫入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器fifo/a和fifo/b中，a0、a1、a2、a3寫入fifo/a中，b0、b1、b2、b3寫入fifo/b中。

八點(diǎn)fft共需要三級(jí)蝶形運(yùn)算，第一級(jí)第一個(gè)蝶形運(yùn)算得到的兩個(gè)結(jié)果將成為下一級(jí)運(yùn)算的a0和a1，第一級(jí)第二個(gè)蝶形運(yùn)算得到的兩個(gè)結(jié)果將成為下一級(jí)運(yùn)算的b0和b1，第一級(jí)第三個(gè)蝶形運(yùn)算單元得到的兩個(gè)結(jié)果將成為下一級(jí)運(yùn)算的a2和a3，第一級(jí)第四個(gè)蝶形運(yùn)算單元得到的兩個(gè)結(jié)果將成 為下一級(jí)運(yùn)算的b2和b3。

這樣存在一個(gè)問(wèn)題就是一次蝶形運(yùn)算得到的兩個(gè)結(jié)果需要存儲(chǔ)到同一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，本申請(qǐng)應(yīng)用了兩個(gè)bufferfifo作為數(shù)據(jù)緩存，蝶形運(yùn)算單元butterflyunit的運(yùn)算結(jié)果先存儲(chǔ)至bufferfifo中，由于設(shè)計(jì)中所采用的fifo在數(shù)據(jù)寫入三個(gè)周期后才可以讀取，三個(gè)周期后把第一個(gè)數(shù)據(jù)+r0通過(guò)乒乓操作單元dataswitch寫入datafifo/a中，該時(shí)刻沒有數(shù)據(jù)寫入datafifo/b。下一時(shí)刻把-r0寫入datafifo/a中，+r1寫入datafifo/b中。下一時(shí)刻把+r2寫入datafifo/a中，把-r1寫入datafifo/b中。下一時(shí)刻把-r2寫入datafifo/a中，把+r3寫入datafifo/b中。下一時(shí)刻把-r3寫入datafifo/b中。當(dāng)fft運(yùn)算到第二級(jí)時(shí)寫入數(shù)據(jù)的規(guī)律和第一級(jí)略有區(qū)別其變化規(guī)律如圖6所示。

在圖5中乒乓操作單元dataswitch在控制信號(hào)en的作用下工作，en信號(hào)的變化規(guī)律如圖6所示，第一級(jí)生成連續(xù)兩個(gè)a，然后是連續(xù)兩個(gè)b，第二級(jí)則為先計(jì)算得到連續(xù)四個(gè)a，接著計(jì)算得到四個(gè)b，所以乒乓切換的頻率隨著級(jí)數(shù)的增加變慢。

同時(shí)由于fft運(yùn)算先生成的結(jié)果都將是下一級(jí)的a，需要等待b生成后才可以向datafifo/b中寫入數(shù)據(jù)，這樣寫入datafifo/b的變換規(guī)律如圖6所示。最終的運(yùn)算結(jié)果將保存在datafifo/a和bufferfifo/2中。

請(qǐng)參考圖7，示出了本申請(qǐng)一種信號(hào)處理系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括：

addressgenerator111，twiddlerom112，overflowhanding113和114，datafifo/a115，datafifo/b116，dataselector117和118，dataswitch105，butterflyunit103，bufferfifo/1119和bufferfifo/2120。

所述addressgenerator111，用于根據(jù)旋轉(zhuǎn)因子的地址變換規(guī)律，確定旋轉(zhuǎn)因子的地址，并根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)因子的地址獲取所述旋轉(zhuǎn)因子。

所述twiddlerom112，用于對(duì)所述獲取的旋轉(zhuǎn)因子進(jìn)行存儲(chǔ)。

所述butterflyunit103，用于對(duì)所述旋轉(zhuǎn)因子和輸入運(yùn)算參數(shù)進(jìn)行蝶形運(yùn)算。

所述overflowhanding113和114，用于對(duì)所述蝶形運(yùn)算結(jié)果的高三位進(jìn)行溢出檢測(cè)，若所述蝶形運(yùn)算結(jié)果的高三位出現(xiàn)溢出，則進(jìn)行溢出標(biāo)志。

所述bufferfifo/1119和bufferfifo/2120，采用fifo結(jié)構(gòu)，對(duì)所述蝶形運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行緩存，并按照先入先出的順序輸出所述蝶形運(yùn)算后的結(jié)果。

所述dataswitch105，用于在控制信號(hào)的作用下，以乒乓控制的模式對(duì)所述數(shù)據(jù)緩存單元104輸出的蝶形運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行交換。

所述dataselector117和118，用于對(duì)輸入運(yùn)算參數(shù)進(jìn)行選擇。

所述datafifo/a115和datafifo/b116，采用fifo結(jié)構(gòu)，用于對(duì)所述選擇的運(yùn)算參數(shù)和所述蝶形運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。

綜上所述，本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N信號(hào)處理的方法及系統(tǒng)，能夠有效地克服讀寫參數(shù)的等待周期，提高運(yùn)算效率

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種信號(hào)處理的方法及系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本申請(qǐng)的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。