고속 퓨리어변환용 2차원 시스토릭 어레이를 위한 처리요소의 설계 및 제작

Design and Fabrication of a Processing Element for 2-D Systolic FFT Array

  • 발행 : 1990.03.01

초록

고속 퓨리어변화(Fast Fourier Transform)연산용 2차원 시스토릭 어레이의 기본 구성요소인 단위 처리요소(Unit processing element)를 직접회로로 설계, 제작하고 제작된 칩을 평가하였다. 설계된 칩은 FFT 연산을 위한 데이타셔플링 기능과 반쪽 버터플라이 연산기능을 수행한다. 약 6,500여개의 트랜지스터로 구성된 이 칩은 표준셀 방식으로 설계되었으며, 2미크론 이중 금속 P-Well CMOS 공정으로 제작되었다. 제작된 칩을 웨이퍼 상태로 프로브카드를 이용하여 평가하였으며 그 결과, 20MHz 클럭 주파수에서 반쪽 버터플라이 연산이 0.5${\mu}sec$에 수행됨을 확인하였다. 본 논문에서 설계, 제작된 칩을 이용하여 1024-point FFT를 연산하는 경우 11.2${\mu}sec$의 시간이 소요될 것으로 예상된다.

This paper describes the design and fabrication of a processing element that will be used as a component in the construction of a two dimensional systolic for FFT. The chip performs data shuffling and radix-2 decimation-in-time (DIT) butterfly arithmetic. It consists of a data routing unit, internal control logic and HBA unit which computes butterfly arithmetic. The 6.5K transistors processing element designed with standard cells has been fabricated with a 2u'm double metal CMOS process, and evaluated by wafer probing measurements. The measured characteristics show that a HBA can be computed in 0.5 usec with a 20MHz clok, and it is estimated that the FFT of length 1024 can be transformed in 11.2 usec.

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