IP配置

• Configuration
  • 配置通道數(shù)和FFT長(zhǎng)度
  • 時(shí)鐘頻率以及數(shù)據(jù)吞吐速率
  • FFT的結(jié)構(gòu)選擇
    • Srteaming , 可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行流水處理
    • Radix-4 , 基4的迭代算法，使用資源比流水線結(jié)構(gòu)多，但是轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)
    • Radix-2, Radix-2 lite 都為基2的迭代算法，Radix-2 lite的資源占用更少，但是轉(zhuǎn)換時(shí)間也更長(zhǎng)。
  • Run Time configuration transform length

可以動(dòng)態(tài)改變配置信息。

• Implementation
  • Data format（數(shù)據(jù)格式）
    • 定點(diǎn)數(shù)或者浮點(diǎn)數(shù)
  • Scaled option（縮放選項(xiàng)）
    • Unscaled ： 所有整數(shù)位的數(shù)據(jù)輸出。這可以使用更多的FPGA資源。
    • Scaled???? ： 截取數(shù)據(jù)域輸入數(shù)據(jù)位寬相同
    • Block Floating-Point? ： 這種方式確定要充分利用可用的動(dòng)態(tài)范圍需要多大的縮放，并以塊指數(shù)的形式報(bào)告縮放因子。
  • Rounding Modes
    • 截位方式：Truncation ,收斂截位。收斂舍入如果該數(shù)是奇數(shù)則向上舍入，如果該數(shù)是偶數(shù)則向下舍入
  • Precision（精度）
    • 數(shù)據(jù)輸入位寬
    • 相位因子位寬：該位寬越大輸出噪聲越小，但是占用資源越多
  • Control Signals
    • 時(shí)鐘使能信號(hào)
    • 復(fù)位信號(hào)
  • Output Ordering
    • 輸出數(shù)據(jù)選擇是位/數(shù)字反轉(zhuǎn)順序或自然順序。基于Radix-2的體系結(jié)構(gòu)(流水I/O、Radix-2 Burst I/O和Radix-2 Lite Burst I/O)提供了位反轉(zhuǎn)排序，基于Radix-4的體系結(jié)構(gòu)(Radix-4 Burst I/O)提供了數(shù)字反轉(zhuǎn)排序。對(duì)于流水I/O架構(gòu)，選擇自然順序輸出順序會(huì)增加內(nèi)核使用的內(nèi)存。對(duì)于Burst I/O體系結(jié)構(gòu)，選擇自然順序輸出會(huì)增加整體轉(zhuǎn)換時(shí)間
  • Optional Output Fields
    • XK_INDEX 輸出數(shù)據(jù)的通道數(shù)，也即是XK 的下標(biāo)，
    • OVFLO 標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)輸出通道和狀態(tài)通道。
  • Throttle Schemes
    • 實(shí)時(shí)模式通常提供更小、更快的設(shè)計(jì)，但對(duì)何時(shí)必須提供和使用數(shù)據(jù)有嚴(yán)格的限制。非實(shí)時(shí)模式?jīng)]有這樣的限制，但設(shè)計(jì)可能更大、更慢。更多細(xì)節(jié)請(qǐng)參見(jiàn)控制FFT核心。

• Detaild implementation
  • Memory option
    • 選擇數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器類型
  • Optimize options
    • Complex multipliers
      • Use CLB logic: 所有的復(fù)乘法器都是用片邏輯構(gòu)造的。這適用于性能要求較低的目標(biāo)應(yīng)用程序，或DSP片較少的目標(biāo)設(shè)備。
      • Use 3-multiplier structure: 所有復(fù)雜乘法器都使用三實(shí)乘、五加減結(jié)構(gòu)，其中乘法器使用DSP片。這減少了DSP片數(shù)，但使用了一些片邏輯。該結(jié)構(gòu)可以利用DSP片預(yù)加器，減少或消除對(duì)額外片邏輯的需要，提高性能。
      • ?Use 4-multiplier structure : 所有的復(fù)數(shù)乘法器都使用四個(gè)實(shí)數(shù)乘法，兩個(gè)加減法結(jié)構(gòu)，利用DSP片。這種結(jié)構(gòu)以犧牲更多專用乘法器為代價(jià)獲得了最高的時(shí)鐘性能。在有DSP片的設(shè)備中，加/減操作在DSP片中實(shí)現(xiàn)。

s_axis_config_tdata（配置信息）

• FWD/INV
  • 0 時(shí)做FFT, 1時(shí)做逆FFT
• NFFT
  • FFT的點(diǎn)數(shù)，The value of NFFT is log2 (point size)，例NFFT=3時(shí)。做8點(diǎn)FFT
• CP_LEN
  • 循環(huán)前綴長(zhǎng)度:在整個(gè)變換輸出之前，從變換結(jié)束開(kāi)始作為循環(huán)前綴初始輸出的樣本數(shù)量。CP_LEN可以是小于點(diǎn)大小的0到1之間的任何數(shù)字。此字段僅在循環(huán)前綴插入時(shí)出現(xiàn)。
• SCALE_SCH
  • 當(dāng)FFT核被配置為處理浮點(diǎn)數(shù)據(jù)時(shí)，不需要伸縮計(jì)劃(SCALE_SCH被忽略)。浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的規(guī)范化和縮放在內(nèi)部處理。
  • 對(duì)于Burst I/O架構(gòu)，伸縮調(diào)度為每個(gè)階段指定兩個(gè)比特，第一個(gè)階段的伸縮由兩個(gè)lsb給出。縮放可以指定為3、2、1或0，這表示要移位的比特?cái)?shù)。N =1024，基數(shù)-4突發(fā)I/O的擴(kuò)展調(diào)度示例為[1 02 3 2](從最后一級(jí)到第一級(jí)排序)。對(duì)于N =128, Radix-2突發(fā)I/O或Radix-2 Lite突發(fā)I/O，一種可能的擴(kuò)展計(jì)劃是[1 1 1 1 1 0 12](從最后一級(jí)到第一級(jí)排序)。
  • 對(duì)于流水I/O體系結(jié)構(gòu)，伸縮調(diào)度為每一對(duì)基數(shù)-2階段指定兩個(gè)比特，從兩個(gè)lsb開(kāi)始。例如，N = 256的伸縮調(diào)度可以是[2 2 2 3]。當(dāng)N不是4的冪時(shí)，最后階段的最大比特增長(zhǎng)為1位。例如，對(duì)于N = 512，[0 2 2 2]或[1 2 2 2 2]是有效的伸縮調(diào)度，但[2 2 2 2 2]是無(wú)效的。對(duì)于這個(gè)轉(zhuǎn)換長(zhǎng)度，SCALE_SCH的兩個(gè)msb只能是00或01。此字段僅在縮放算術(shù)(非縮放、塊浮點(diǎn)或單精度浮點(diǎn))時(shí)可用。

仿真結(jié)果

信號(hào)輸入輸出：

FFT仿真結(jié)果

時(shí)鐘頻率為160M，正弦波頻率為160M/8=20M，F(xiàn)FT（128點(diǎn)）之后在第16根譜線達(dá)到最大值，頻率為160M/128*16=20M。

當(dāng)輸入一個(gè)負(fù)頻時(shí)，代表的頻率為160M/128*（128-112）= -20M

IFFT仿真結(jié)果

?????????將參數(shù)FWD/INV置1就變成了IFFT運(yùn)算，將IP核配置為IFFT模式，將前面的輸出作為IFFT的輸入進(jìn)行仿真，

????????輸出的正弦信號(hào)個(gè)周期占據(jù)8個(gè)160M的時(shí)鐘，說(shuō)明該正弦信號(hào)的頻率為：160M/8=20M，與做FFT輸入的信號(hào)相同，說(shuō)明IFFT運(yùn)算結(jié)果正確。

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到了這里，關(guān)于Xilinx 的FFT IP核使用方法（配置為FFT 、IFFT兩種模式）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！