浮点复数向量第一级FFT计算方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种浮点复数向量第一级FFT计算系统，包括：向量寄存器组、至少两个浮点加减法器、多个数据选择器和控制器。向量寄存器组包括至少两个向量寄存器，每个向量寄存器用于存储多个浮点复数；浮点加减法器用于对浮点复数进行加减法运算；数据选择器用于从向量寄存器组获取浮点复数，并传递至浮点加减法器；控制器用于接收第一级FFT运算操作指令，并根据指令控制数据选择器从向量寄存器组中获取两组浮点复数，控制浮点加减法器对两组浮点复数进行加减法运算以获取浮点复数向量；以及将浮点复数向量进行组合以生成最终的运算结果并将运算结果存储至向量寄存器。本发明专利技术的系统，运算效率高，成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微处理器体系结构
，尤其涉及一种浮点复数向量第一级FFT计算系统及方法。
技术介绍
随着数字通信技术的快速发展，对数字信号处理能力的要求也越来越高，向量运算利用硬件的并行性，可以大大加速数字信号的处理过程，越来越多地运用于数字通信领域中。正交频分复用(OrthogonalFrequency Divis1n Multiplexing，OFDM)技术通过将信道分成若干正交的子信道，减少了信道间的相互干扰，可以使各个子载波在频段上有部分重叠，从而提高带宽利用率，因此在现代通信中得到广泛应用。复数包含互不相干的实部与虚部，正适合用来表示正交的I (Inphase)路和Q (Quadrature)路的数据，因此在正交频分复用的应用中，很多数据是采用复数形式记录的。向量运算的特点是可同时对多个数据进行同一运算操作，提高了运算的执行效率。在数字信号处理中，快速傅里叶变换(FFT)有着非常重要的地位，第一级FFT运算是整个FFT计算过程的开始，采用传统的向量运算方式，不能充分发挥向量运算的优越性、执行效率低。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一方面的目的在于提出一种执行效率高、成本低的浮点复数向量第一级FFT计算系统。本专利技术第二方面的目的在于提出一种浮点复数向量第一级FFT计算方法。为了实现上述目的，本专利技术第一方面实施例的浮点复数向量第一级FFT计算系统，包括:向量寄存器组，所述向量寄存器组包括至少两个向量寄存器，每个所述向量寄存器用于存储多个浮点复数；至少两个浮点加减法器，用于对所述浮点复数进行加减法运算；多个数据选择器，用于从所述向量寄存器组获取所述浮点复数，并将所述浮点复数传递至所述浮点加减法器；控制器，用于接收第一级FFT运算操作指令，并根据所述指令控制所述数据选择器从所述向量寄存器组中获取两组所述浮点复数，控制所述浮点加减法器进行加减法运算以获取浮点复数向量；以及将所述浮点复数向量进行组合以生成最终的运算结果并将所述运算结果存储至所述向量寄存器，其中，所述两组浮点复数具有第一预定位数，所述浮点复数向量具有第二预定位数。根据本专利技术实施例的浮点复数向量第一级FFT计算系统，利用了传统的浮点加减法器，通过数据选择器提供给浮点加减法器与传统浮点向量运算不同的数据和不同的加减操作而实现浮点复数的第一级FFT运算，节省了硬件资源，执行效率高。在一些示例中，所述数据选择器还用于提取每个所述浮点复数的实部和虚部，并分别将用于运算的两个所述浮点复数的所述实部两两一组和所述虚部两两一组交叉传递至两个所述浮点加减法器。在一些示例中，所述实部和所述虚部在所述向量寄存器中的保存位置为固定的。在一些示例中，所述向量寄存器的数目与所述浮点加减法器的数目相等，所述数据选择器的数目为所述向量寄存器的数目的两倍。在一些示例中，每个所述浮点加减法器的结构相同且与所述浮点加减法器对应的每个所述数据选择器的结构相同。在一些示例中，所述浮点复数的数据类型为单精度，所述浮点加减法器根据所述第一级FFT运算操作指令和所述操作类型进行加/减法运算。本专利技术第二方面实施例的浮点复数向量第一级FFT计算方法，包括以下步骤:接收第一级FFT运算操作指令，并根据所述指令获取两组浮点复数，所述两组浮点复数具有第一预定位数；根据所述指令，对所述两组浮点复数进行浮点加减法运算以获取的浮点复数向量，所述浮点复数向量具有第二预定位数，所述第二预定位数是所述第一预定位数的2倍；将所述浮点复数向量进行组合以生成最终的运算结果并保存所述运算结果。根据本专利技术实施例的浮点复数向量第一级FFT计算方法，利用了传统的浮点加减法器，通过数据选择器提供给浮点加减法器与传统浮点向量运算不同的数据和不同的加减操作而实现浮点复数的第一级FFT运算，节省了硬件资源，执行效率高。在一些示例中，所述方法还包括分别提取每个所述浮点复数的实部和虚部，并将用于运算的两个所述浮点复数的所述实部部分和所述虚部部分分别进行加减运算。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。【附图说明】图1是根据本专利技术一个实施例的浮点复数向量第一级FFT计算系统的结构框图；图2是本专利技术一个实施例的浮点复数向量第一级FFT计算系统的运算过程示意图；图3是本专利技术一个实施例的浮点复数向量第一级FFT计算的结果示意图；图4是本专利技术另一个实施例的浮点复数向量第一级FFT计算的结果示意图；和图5是根据本专利技术一个实施例的浮点复数向量第一级FFT计算方法流程图。【具体实施方式】在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。参见图1，本专利技术第一方面实施例的浮点复数向量第一级FFT计算系统10，包括:向量寄存器组100、至少两个浮点加减法器200、多个数据选择器300和控制器400。向量寄存器组100包括至少两个向量寄存器101，每个向量寄存器101用于存储多个浮点复数。每个浮点复数包含一个作为实部的浮点数和一个作为虚部的浮点数。每个浮点数既可以单精度浮点也可是双精度浮点。至少两个浮点加减法器200用于对浮点复数进行加减法运算。多个数据选择器300用于从向量寄存器组100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浮点复数向量第一级FFT计算系统，其特征在于，包括：向量寄存器组，所述向量寄存器组包括至少两个向量寄存器，每个所述向量寄存器用于存储多个浮点复数；至少两个浮点加减法器，用于对所述浮点复数进行加减法运算；多个数据选择器，用于从所述向量寄存器组获取所述浮点复数，并将所述浮点复数传递至所述浮点加减法器；控制器，用于接收第一级FFT运算操作指令，并根据所述指令控制所述数据选择器从所述向量寄存器组中获取两组浮点复数，控制所述浮点加减法器对所述两组浮点复数进行加减法运算以得到浮点复数向量，以及将所述浮点复数向量进行组合以生成最终的运算结果，并将所述运算结果存储至所述向量寄存器，其中，所述两组浮点复数具有第一预定位数，所述浮点复数向量具有第二预定位数，所述第二预定位数为所述第一预定位数的2倍。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何苗平，
申请(专利权)人：北京国睿中数科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11