本發(fā)明涉及一種fft計算電路及方法，特別是一種基于fefet存算的fft計算電路及方法。

背景技術：

1、本部分提供的僅僅是與本公開相關的背景信息，其并不必然是現(xiàn)有技術。

2、目前fft算法的硬件電路實現(xiàn)主要是基于流水線的實現(xiàn)，在流水線fft硬件電路中，需要存儲大量的旋轉因子用于蝶形運算，并隨著流水線的推進需要不停地切換旋轉因子，而目前外部存儲和切換旋轉因子的代價是很大的。

3、需要說明的是，在上述背景技術部分公開的信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現(xiàn)有技術的信息。

技術實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于fefet存算的fft計算電路及方法。

2、為了解決上述技術問題，本發(fā)明公開了一種基于fefet存算的fft計算電路及方法，其中，fft計算電路包括：

3、流水線fft模塊、fefet旋轉因子存儲模塊和旋轉因子存儲切換控制模塊；其中，

4、所述流水線fft模塊，用于根據(jù)讀取的旋轉因子進行fft計算；所述fefet旋轉因子存儲模塊，使用fefet存算結構存儲所述旋轉因子；所述旋轉因子存儲切換控制模塊，用于控制所述fefet旋轉因子存儲模塊，向所述流水線fft模塊輸出其所需的旋轉因子。

5、進一步的，所述流水線fft模塊，包括：

6、設fft計算的點數(shù)為n，表示為如下形式：，n是自然數(shù)；則所述流水線fft模塊分為n級流水線單元，前一級的輸出是后一級的輸入。

7、進一步的，所述進行fft計算，包括：

8、將需要進行fft計算的源序列x[n]順序輸入至所述流水線fft模塊中，經(jīng)過n級流水線單元后，得到并輸出fft計算后的結果序列x[n]；其中，源序列x[n]和結果序列x[n]，分別表示如下：

9、；

10、其中，k表示源序列x[n]和結果序列x[n]中元素的編號，k=0,1,?,n-1；

11、源序列x[n]和結果序列x[n]的關系為：

12、；

13、其中，，表示旋轉因子，i為求和變量。

14、進一步的，所述流水線單元，包括：

15、蝶形運算單元r2、延時單元d和旋轉單元w；其中，

16、所述蝶形運算單元r2，用于進行fft計算中的蝶形運算即復數(shù)加法；

17、所述延時單元d，用于將當前輸入延遲一個預設周期，與后續(xù)的輸入對齊；

18、所述旋轉單元w，用于將所述蝶形運算單元r2的輸出乘以旋轉因子。

19、進一步的，所述流水線單元，具體結構如下：

20、所述蝶形運算單元r2為復數(shù)加法器，設所述蝶形運算單元r2的第一輸入端輸入為復數(shù)a，第二輸入端輸入為復數(shù)b，則所述蝶形運算單元r2的第一輸出端的輸出為s1=a+b，所述蝶形運算單元r2的第二輸出端的輸出為s2=a-b；

21、所述旋轉單元w為復數(shù)乘法器，將輸入的復數(shù)乘以旋轉因子；

22、所述延時單元d的長度為l，第k級的流水線單元的延時單元的長度為；

23、所述流水線單元還包括第一選擇器mux1和第二選擇器mux2；

24、設所述流水線單元的輸入為input，輸出為output，input和output都是復數(shù)，當前為第k級的流水線單元，則所述流水線單元的計算過程如下：

25、步驟1：前個輸入input被所述第一選擇器mux1送入延時單元d延時個周期；

26、步驟2：隨后的個輸入input直接輸入到所述蝶形運算單元r2的第一輸入端，此時前個輸入剛好開始從延時單元d輸出到所述蝶形運算單元r2的第二輸入端，所述蝶形運算單元r2計算得到第一輸出端和第二輸出端的輸出s1和s2，其中第一輸出端的輸出s1被第二選擇器mux2輸出到旋轉單元w進行旋轉操作，然后作為輸出output，而第二輸出端的輸出s2被送回第一選擇器mux1，被第一選擇器mux1選通到延時單元d進行延時；

27、步驟3：再接著的個輸入input又被第一選擇器mux1送入延時單元d延時，重新開始執(zhí)行步驟1，此時延時單元d將前面送入的個第二輸出端的輸出s2輸出到第二選擇器mux2，然后被選通輸出到所述旋轉單元w進行旋轉操作，然后作為輸出output；

28、所述流水線單元重復執(zhí)行步驟1至步驟3，直至所有數(shù)據(jù)計算完畢。

29、進一步的，所述fefet旋轉因子存儲模塊，包括：

30、行譯碼器、寫入控制器、讀出控制器和fefet存儲單元；其中，

31、所述行譯碼器，根據(jù)輸入的行地址row_addr生成行選通信號，其中，r表示行數(shù)；

32、所述寫入控制器，根據(jù)輸入的寫入數(shù)據(jù)input和列地址col_addr生成位線信號和源級線信號，其中，c表示列數(shù)，用于控制所述fefet旋轉因子存儲模塊將數(shù)據(jù)寫入所述fefet存儲單元中；

33、所述讀出控制器，根據(jù)輸入的行地址row_addr和列地址col_addr從所述fefet存儲單元中讀出數(shù)據(jù)output；

34、所述fefet存儲單元，用于保存數(shù)據(jù)。

35、進一步的，所述fefet旋轉因子存儲模塊，通過切換旋轉因子在所述fefet存儲單元中存儲的地址，并通過行譯碼器選通對應的fefet存儲單元的行，通過讀出控制器讀出對應的旋轉因子。

36、進一步的，所述fefet旋轉因子存儲模塊與所述流水線單元一一對應，每個fefet旋轉因子存儲模塊存儲該級流水線單元計算所需的旋轉因子。

37、進一步的，所述旋轉因子存儲切換控制模塊，包括：

38、計數(shù)模塊cnt和輸出邏輯模塊；其中，

39、所述計數(shù)模塊cnt用于記錄所述流水線fft模塊在一次n點fft計算中數(shù)據(jù)輸入的個數(shù)；

40、所述輸出邏輯模塊根據(jù)預設規(guī)則將不同級的流水線單元所需的旋轉因子的地址輸出給同級的fefet旋轉因子存儲模塊；

41、所述的預設規(guī)則包括：

42、在n點fft計算過程中，

43、第1級為n/2個不同的旋轉因子，前n/2個周期中第一級旋轉因子地址addr1保持為0，后n/2個周期中第一級旋轉因子地址依次加1；

44、第2級為n/4個不同的旋轉因子，前n/4個周期中第二級旋轉因子地址addr2保持為0，第二個n/4周期中第二級旋轉因子地址依次加1，第三個n/4周期中第二級旋轉因子地址addr2保持為0，第四個n/4周期中第二級旋轉因子地址依次加1；

45、按上述規(guī)則，

46、第n級為個不同的旋轉因子，前個周期中第n級旋轉因子addrn保持為0，接下來的個周期中第n級旋轉因子addrn依次加1，直到n個周期。

47、本發(fā)明還提出一種基于fefet存算的fft計算方法，采用前述電路進行fft計算，包括以下步驟：

48、步驟1，將所需的旋轉因子存儲到所述fefet旋轉因子存儲模塊中；

49、步驟2，按順序和周期輸入需要進行n點fft計算的序列；

50、步驟3，所述旋轉因子存儲切換控制模塊開始計數(shù)并輸出每一級所述fefet旋轉因子存儲模塊的地址，選通并讀出該級運算需要的旋轉因子；

51、步驟4，經(jīng)過所述周期延時后，所述流水線fft模塊的最后一級在每個周期輸出一個fft計算的結果，n個周期將fft計算的n個點全部輸出，完成所述n點fft計算。

52、有益效果

53、本發(fā)明將旋轉因子存儲在fft計算電路內(nèi)部的利用fefet實現(xiàn)的存儲單元中，隨著fft計算電路流水線的推進，通過切換地址來輸出不同的旋轉因子給旋轉單元運算，利用fefet的高存儲密度，高切換速度和非易失性等優(yōu)點，來減少旋轉因子存儲和切換的代價，優(yōu)化fft計算電路的性能。