• 대한전자공학회논문지SP
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• 제42권2호
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• pp.143-150
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• 2005

본 논문에서는 OFDM 시스템에 적용하기 위한 새로운 Radix-24 FFT 알고리즘을 제안하고 이 알고리즘을 기반으로 하는 효율적인 파이프라인 FFT 프로세서 구조를 제안한다. Radix-24 알고리즘 기반의 파이프라인 FFT 구조는 Radix-긴 알고리즘 구조와 같은 개수의 곱셈기를 가지고 있으나, 전체 프로그래머블 복소 곱셈기의 절반에 해당하는 곱셈기를 본 논문에서 제안한 CSD(Canonic Signed Digit) 상수 복소 곱셈기로 대체하여 곱셈기의 복잡도를 $30\%$이상 줄이는 효과가 있다. 0.35um CMOS 삼성공정의 합성 시뮬레이션을 통해 제안한 CSD 상수 복소 곱셈기는 기존의 프로그래머블 복소 곱셈기에 비교하여 $60\%$이상 면적효율을 갖는 것으로 분석되었다. 이러한 FFT 구조는 면적과 전력 면에서 높은 효율을 필요로 하는 무선 OFDM 응용분야에 핵심 블록인 큰 포인트 크기를 갖는 FFT 프로세서 설계에 효과적으로 적용될 것이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2008년도 춘계학술발표대회
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• pp.1029-1030
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• 2008

FFT(Fast Fourier Transform)는 디지털신호처리에 폭넓게 사용되며 특히 여러 OFDM 시스템에 FFT 처리 과정은 꼭 필요한 부분이다. 본 논문에서는 802.11a W-LAN 에 사용되는 64-point FFT 프로세서를 설계하였다. 설계된 FFT 프로세서는 Radix-$2^3$ 알고리즘을 사용하였으며 저면적복소곱셈기를 사용하여 FFT 프로세서의 면적을 줄이는 방법을 제안한다. 기존의 방식에서 네 개의 실수 곱셈기와 두 개의 덧셈기로 구성되는 복소 곱셈기를 두 개의 실수 곱셈기와 한 개의 덧셈기가 수행하도록 설계하였다. 제안한 FFT 프로세서는 VHDL 로 구현되었고 Quartus 4.2 에서 합성되었다. 합성결과 기존 방식에 비해 약 21%의 면적효율이 발생하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.35-41
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• 2020

FFT(fast Fourier transform) 프로세서는 통신, 영상, 생체 신호처리와 같은 다양한 응용에 폭 넓게 사용된다. 특히, 고성능 저전력 FFT 연산은 OFDM 전송방식을 사용하는 통신시스템에서는 필수적이다. 본 논문에서는 연산복잡도가 적고 하드웨어 효율이 우수한 새로운 radix-26 FFT 알고리즘을 제안한다. 7차원 인덱스 매핑을 사용하여 회전인자를 분해하고 radix-26 FFT 알고리즘을 유도한다. 제안한 알고리즘은 기존 알고리즘과 비교하여 회전인자가 간단하고 복소 곱셈 수가 적어 회전인자를 저장하는 메모리 크기를 줄일 수 있다. 한 스테이지에서 회전인자의 계수가 적을 때 복소 곱셈기 대신 복소 상수곱셈기를 사용하면 복소곱셈을 효율적으로 처리할 수 있다. 복소 상수곱셈기는 CSD(canonic signed digit)과 CSE(common subexpression elimination) 알고리즘을 사용하여 보다 효율적으로 설계할 수 있다. 제안한 radix-26 알고리즘에서 필요한 복소 상수곱셈기를 CSD와 CSE를 이용하여 효율적으로 설계하는 방법을 제안한다. 제안한 방법의 성능을 평가하기 위해 SDF(single-path delay feedback) 구조를 사용하여 256 포인트 FFT를 설계하고 FPGA로 합성한 결과, 제안한 알고리즘은 기존 알고리즘 보다 약 10% 정도 하드웨어를 적게 사용하였다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.69-74
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• 1983

본 논문은 조합논리회로를 사용하여 레지듀 수체계에 의한 고속 복소수 곱셈기의 구성에 대하여 검토하였다. 레지듀 덧셈에서 나타나는 부호 결정과 오버플로우 교정 문제의 다른 방법을 제시하였으며 고려된 곱셈기의 연산 추정시간은 약 53. 15ns이었다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.75-81
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• 2015

본 논문에서는 고속 데이터 전송을 위한 OFDM 시스템에 적용 가능한 고속 FFT 프로세서를 제안하였다. 8개의 병렬 경로를 가지는 MDC 파이프라인 고속 FFT 프로세서를 제안한다. 제안하는 구조는 연산과 하드웨어의 최적화를 위해 radix-$2^6$ 알고리즘에 기반하고 있다. 하드웨어 복잡도를 감소시키기 위해서 상수 곱셈기와 교환기 구조를 제안하고 새로운 스케즐링 기법을 적용하였다. 제안하는 FFT 프로세서는 새로운 구조를 적용해 지연 소자와 연산 사이클의 증가 없이 복소 곱셈기 및 연산복잡도를 감소시킬 수 있다. 또한 최적화한 twiddle factor $W_{64}$ 상수 곱셈기는 기존 복소 booth 곱셈기에 비해 65%만의 하드웨어 복잡도를 보였다. 설계한 FFT 프로세서는 Verilog HDL로 모델링하여 IBM 90nm 공정으로 합성하였으며 $0.27mm^2$의 면적과 388MHz의 주파수에서 2.7 GSample/s를 보이고 있다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 제14회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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• pp.261-264
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• 2001

본 논문에서는 OFDM 시스템용 복조기의 구현에 가장 핵심적인 소자인 2K/4K/8K-point FFT 프로세서를 제안하였다. 구현된 프로세서는 30MHz 시스템 클럭에 서 8,192개의 복소 입력 샘플을 273㎲에 2,048개의 복소 입력 샘플을 68.26㎲에 수행함으로써 OFDM방송에서 요구하는 심볼 fp이트의 데이터를 처리할 수 있다. 기본 구조는 1차원 DFT를 작은 크기의 2차원 DFT로 변환할 수 있는 쿨리-투키 알고리듬을 적용하였으며 다차원 DFT 변환에 적합한 전치 메모리와 셔플 메모리를 사용하였다. 복소 곱셈기는 기존의 방법보다 더 효율적인 메모리 구조를 갖는 CORDIC 프로세서를 사용하였으며 제안하는 트위들팩터 발생 방법은 트위들팩터를 저장하기 위한 ROM의 크기를 효과적으로 줄일 수 있다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2002년도 춘계학술발표논문집 (하)
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• pp.1365-1368
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• 2002

OFDM은 제4세대 변조기술로 일컬어지는 방식이다. 이는 최근 유럽에서 디지털 오디오 방송(DAB)과 디지털 비디오 방송(DVB)에 표준이 되었으며, IEEE 802.11a 무선 LAN 에서도 이 방식을 채택했고, ADSL, VDSL 등에서도 사용되어지고 있다. 본 논문에서는 이러한 OFDM 방식의 핵심이라고 할 수 있는 64포인트 FFT(Fast Fourier Transform)하드웨어 프로세서의 여러 가지의 구현된 예를 비교 분석하고, 가장 효율적인 방법인 Radix-2 SDF(Singlepath Delay Feedback)[1] 방법을 개선하여 새로운 구조를 제안하였다. 동일한 속도 성능을 가지는 여러구조 중에서 적은 수의 지연소자를 활용하여 FFT 크기를 작게 한 것이 SDF 방식으로 가장 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 SDF 방식이 내부적으로 4개의 복소곱셈기를 필요로 하는데 비해 2개의 복소곱셈기만을 사용하는 구조로 변형하고 컨트롤을 조절하여 새로운 구조를 설계하였다. 구현한 결과, FFT에서 전체 구조의 약 80%를 차지하는 복소곱셈기의 수를 절반으로 줄여 FFT 하드웨어 크기를 SDF 방식의 60% 정도로 줄일 수 있게 되었고, 이러한 구현방식은 64포인트 FFT만이 아닌 더 큰 크기의 FFT를 구현함에 있어서도 동일하게 적용할 수 있으며 현재 국내외에 발표된 논문 중 성능 대 면적비가 가장 우수한 구조이다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제46권4호
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• pp.157-164
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• 2009

이 논문에서는 OFDM시스템에서 가장 큰 칩 면적을 차지하고 높은 전력을 요구하는 핵심 연산 블록인 FFT에 대하여 파이프라인 Radix-4 MDC 방식의 저면적 구조를 제안하였다. 나비연산기에서 Twiddle factor 복소 곱셈연산을 수행할 때, 기존의 곱셈기를 사용하지 않고 CSD형 계수의 공통패턴을 공유하여 덧셈의 수를 줄일 수 있는 Common sub-expression sharing 방식과 CORDIC 알고리즘을 사용하여 구현 면적을 감소시켰다. 제안구조는 Verilog-HDL을 통해 모델링하고 Synopsys로 논리합성한 결과 기존구조와 비교하여 복소곱셈부는 48.2%감소효과, 전체 FFT구조는 22.1%의 면적 감소효과를 달성하였다. 따라서 제안된 FFT구조는 다양한 크기의 FFT를 사용하는 OFDM용 시스템에 효율적으로 사용될 수 있는 구조임을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1867-1875
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• 2011

이 논문에서는 저면적 256-point FFT 구조를 제안한다. 저면적 구현을 위하여 CSD(Canonic Signed Digit) 곱셈기 방식을 채택하여 구현하였다. CSD 곱셈기 방식을 효율적으로 적용하기 위해서는 곱셈연산의 가지 수가 적어야 하는데, 여러 알고리즘을 조사한 결과 Radix-$4^2$ 알고리즘이 곱셈연산의 가지 수가 적음을 발견하였다. 따라서 제안 구조는 Radix-$4^2$ DIF 알고리즘과 CSD 곱셈기 방식을 사용하였다. 즉 Radix-$4^2$ 알고리즘을 사용하여 4개의 스테이지에서 사용되는 곱셈연산의 가지 수를 최소화한 후에 각각의 곱셈연산 블록은 CSD 곱셈기를 사용하여 구현하였다. CSD 곱셈기 구현에서 공통패턴을 공유하여 덧셈기의 수를 줄일 수 있는 CSS(Common Sub-expression Sharing) 기술을 사용하여 구현면적을 더욱 감소시켰다. 제안된 FFT 구조를 Verilog-HDL 코딩 후 합성하여 구현한 결과, Radix-4를 사용한 구조와 비교하여 복소 곱셈기 부분의 29.9%의 cell area 감소를 보였고 전체적인 256-point FFT 구조에 대한 비교에서는 12.54% cell area 감소를 보였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 1999년도 학술대회
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• pp.255-260
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• 1999

본 논문에서는 데이터 입출력을 고속으로 수행하며 작은 지연시간을 갖는 512-point FFT프로세서의 구조및 설계에 대하여 보인다. 설계된 512-point FFT프로세서는 OFDM방송에서 요구하는 심볼 레이트로 테이타를 처리할 수 있는 것을 목표로 하였다. 설계된 512-point FFT프로세서는 써플메모리를 이용하여 메모리의 요구사항을 최소화하며, 새로운 strength reduction method를 적용한 복소곱셈기를 이용하여 기존의 복소곱셈기에 비하여 하드웨어의 비용이 적은 특징을 갖는다.