自适应混合 FFT：面向大规模 FFT 的一种新型流水线与内存架构
硬件体系结构
2025-01-03 v1
摘要
在数字信号处理领域，快速傅里叶变换（FFT）是基本算法，其处理器要么采用流水线架构，因其高吞吐量而在硬件利用率方面较弱，要么采用内存架构，为受面积限制的场景设计，但难以满足严格的吞吐量要求。因此，我们提出一种自适应混合 FFT，利用流水线和内存架构的优势。本文提出一种自适应混合 FFT 处理器，具备以下特性：首先，开发了一组支持高性能大规模处理的 radix- 多路径延迟互锁器（MDC）单元；其次，构建了冲突-free 存储器访问方案，以确保数据流连续且无数据争用；再者，我们证明了一系列位维置换存在，用于重新排序输入数据，满足可变长度、高基数和任意并行度的广泛适应性约束。 Furthermore, the proposed FFT processor has been implemented on a field-programmable gate array (FPGA)。 As a result, the proposed work outperforms conventional memory-based FFT processors by requiring fewer computation cycles. It achieves higher hardware utilization than pipelined FFT architectures, making it suitable for highly demanding applications.
引用
@article{arxiv.2501.01259,
title = {Adaptive Hybrid FFT: A Novel Pipeline and Memory-Based Architecture for Radix-$2^k$ FFT in Large Size Processing},
author = {Fangyu Zhao and Chunhua Xiao and Zhiguo Wang and Xiaohua Du and Bo Dong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.01259},
year = {2025}
}