• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제14권11호
• /
• pp.2548-2554
• /
• 2010

본 논문에서는 의료 서비스를 위한 뇌전기파(EEG: electroencephalogram) 신호 분석용 FFT(Fast Fourier Transform) 프로세서를 구현하였다. 실시간으로 발생하는 EEG 신호를 블록으로 나누어 short-time FFT 처리하기 위해 Hamming 창 함수를 사용하였으며, 이로 인해 감소되는 양끝의 값은 1/2 오버랩 시켜 보완하였다. 0~100 [Hz] 사이의 주파수 특성을 갖는 뇌전기파의 효율적인 대역 분석을 위해 256-point FFF 프로세서를 radix-4 알고리듬을 적용하여 구현하였으며, 단일 메모리 뱅크 구조를 사용하여 집적도를 높였다. 설계된 FFT 프로세서는 FPGA 구현을 통해 가능을 검증하였으며, 연산오차가 2% 이내로 높은 연산 정밀도를 갖는다.

• 센서학회지
• /
• 제32권4호
• /
• pp.246-251
• /
• 2023

Internet of Things (IoT) systems process signals from various sensors using signal processing algorithms suitable for the signal characteristics. To analyze complex signals, these systems usually use signal processing algorithms in the frequency domain, such as fast Fourier transform (FFT), filtering, and short-time Fourier transform (STFT). In this study, we propose a multi-mode sensor signal processor (SSP) accelerator with an FFT-based hardware design. The FFT processor in the proposed SSP is designed with a radix-2 single-path delay feedback (R2SDF) pipeline architecture for high-speed operation. Moreover, based on this FFT processor, the proposed SSP can perform filtering and STFT operation. The proposed SSP is implemented on a field-programmable gate array (FPGA). By sharing the FFT processor for each algorithm, the required hardware resources are significantly reduced. The proposed SSP is implemented and verified on Xilinxh's Zynq Ultrascale+ MPSoC ZCU104 with 53,591 look-up tables (LUTs), 71,451 flip-flops (FFs), and 44 digital signal processors (DSPs). The FFT, filtering, and STFT algorithm implementations on the proposed SSP achieve 185x average acceleration.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(2)
• /
• pp.301-304
• /
• 2000

In this paper, we designed a 256-point FFT processor using VHDL. We adopted Radix-2$^2$SDC(Single-path Delay Commutator) architectures to reduce the number of complex multipliers. We confirmed the operation of the design through simulation using Altera MAX+PLUS II.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
• /
• 제17권1호
• /
• pp.101-109
• /
• 2017

This paper presents a high-throughput low-complexity 512-point eight-parallel mixed-radix multipath delay feedback (MDF) fast Fourier transform (FFT) processor architecture for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) applications. To decrease the number of twiddle factor (TF) multiplications, a mixed-radix $2^4/2^3$ FFT algorithm is adopted. Moreover, a dual-path shared canonical signed digit (CSD) complex constant multiplier using a multi-layer scheme is proposed for reducing the hardware complexity of the TF multiplication. The proposed FFT processor is implemented using TSMC 90-nm CMOS technology. The synthesis results demonstrate that the proposed FFT processor can lead to a 16% reduction in hardware complexity and higher throughput compared to conventional architectures.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
• /
• pp.1221-1224
• /
• 2003

A 64-point R2$^2$ SDF pipeline FFT processor using a new efficient computation sharing multiplier was designed. Computation sharing multiplication specifically targets computation re-use in multiplication of coefficient vector by scalar and is effectively used in DSP(Digital Signal Processing). To reduce the number of multipliers in FFT, we used the proposed computation sharing multiplier. The 64-point pipeline FFT processor was implemented by VHDL and synthesized using Max+PLUSII of Altera. The simulation result shows that the proposed computation sharing multiplier can be reduced to about 17.8% logic cells compared with a conventional multiplier. This processor can operate at 33MHz and calculate a 64-point pipeline FFT in 1.94 $mutextrm{s}$.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.659-665
• /
• 2017

본 논문에서는 MIMO(multiple input multiple output) 시스템을 위한 저복잡도 FFT(fast Fourier transform) 프로세서의 설계 및 구현 결과를 제시하였다. 무선랜을 이용한 다양한 멀티미디어 서비스 등을 이용하기 위해 높은 채널 용량과 Gbps급 전송이 가능한 시스템에 대한 요구와 함께 IEEE 802.11ac 규격이 채택되었다. MIMO-OFDM (orthogonal frequency duplex multiplexing) 기술을 사용하는 IEEE 802.11ac 규격의 무선랜 시스템은 최대 8개의 안테나 구성 및 20-160 MHz 대역폭을 지원해야한다. 따라서, 제안된 FFT 프로세서는 8채널 64, 128, 256, 512 point 가변길이를 지원한다. 또한, 비단순 승산기의 수를 감소시키기 위해서 MRMDC(mixed-radix multipath delay commutator) 구조를 적용하였고, 이로 인해 제안된 FFT 프로세서는 기존 FFT 프로세서에 비해 현저히 낮은 복잡도로 구현 가능하다. 구현 결과, 제안된 FFT processor는 기존 방식인 radix-2 SDF 구조 대비 gate count가 50 % 감소 가능하였고, 8 채널 MR-2/2/2/4/2/4/2 MDC 구조와 8채널 MR-2/2/2/8/8 MDC 구조 대비 logic gate 수를 각각 18 %와 17 % 감소 가능함이 확인되었다.

• 디지털융복합연구
• /
• 제11권2호
• /
• pp.287-297
• /
• 2013

본 논문은 OFDM 시스템을 위한 효율적인 가변길이 radix-8/4/2 FFT 구조를 제안하였다. radix-8/4/2 연산을 수행하기 위해서 제안한 FFT 프로세서는 shared memory 구조를 사용하여 하드웨어가 단순하고 적은 면적을 차지한다. 메모리 사이즈를 줄이고 데이터들 간의 충돌을 피하기 위해 효율적인 In-place 메모리 엑세스 방법을 제안한다. 또한 회전인자(twiddle factor)를 위한 ROM 기반의 lookup 테이블 방식을 대신하여 적은 면적을 차지하는 회전인자 발생기를 제안한다. 제안한 FFT 프로세서는 802.11a, 802.16a, DAB, DVB-T/H 그리고 xDSL에서 요구하는 모든 FFT 샘플링 포인트인 64, 256, 512, 1024, 2048, 4096 그리고 8192 포인트의 FFT 연산을 할 수 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2017년도 추계학술대회
• /
• pp.621-622
• /
• 2017

본 논문에서 배열 안테나 기반 협대역 간섭신호 제거를 위한 저면적 FFT 프로세서 구조를 제안하고 5채널 64/128/512-point FFT 프로세서를 하드웨어로 구현 및 검증하였다. 제안된 flexible-Multipah Delay Commutator(MDC) 방식을 이용하여 5채널 입력 데이터를 하나의 FFT 프로세서로 처리했으며, 제안된 Mixed Radic-4/2/4/2/4/2 분해 방법을 통해 복잡도 측면에서 가장 큰 비중을 차지하는 비단순 승산의 수를 줄임으로써 복잡도를 크게 낮추었다. 제안된 FFT 프로세서는 Xilinx system generator로 설계한 후, Xilinx Virtex-7 FPGA에 기반하여 구현하였다. 구현 결과 slices 17508개, DSP48s(dedicated multiplier) 108개로 구현 가능함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
• /
• pp.393-396
• /
• 2009

본 연구에서는 OFDM 기반 통신 시스템을 위한 가변길이 FFT/IFFT 프로세서를 설계하였다. 설계된 FFT/IFFT 프로세서는 $N=64{\times}2^k$ ($0{\leq}k{\leq}7$)의 8가지 크기에 대해 FFT/IFFT 연산이 가능하며, in-place 방식의 단일 메모리 구조를 기반으로 FFT 길이에 따라 radix-4와 radix-2 DIF 알고리듬의 혼합구조가 적용된다. 메모리 감소와 연산 정밀도 향상을 위해, 중간결과 값의 크기에 따른 2단계 조건적 스케일링 기법을 적용하여 설계되었다. 설계된 가변길이 FFT/IFFT 프로세서의 성능을 평가한 결과, 64점~8,192점 FFT 연산의 경우 평균 60-dB 이상의 정밀도를 가지며, $0.35-{\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 75-MHz@3.3-V의 클록주파수로 동작 가능한 것으로 평가되었다. 64점 FFT 연산에 $2.55-{\mu}s$가 소요되고, 8,192점 FFT 연산에 $762.7-{\mu}s$가 소요되어 OFDM 기반의 무선 랜, DMB, DVB 시스템의 요구조건을 만족한다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.57-66
• /
• 2002

본 논문에서는 전류모드 CMOS의 기본회로를 이용해 다치 논리(Multiple-Valued Logic) 연산기를 설계하고자 한다. 우선, 2진(Binary)FFT(Fast Fourier Transform)를 확장해 다치 논리회로를 이용해서 고속 다치 FFT 연산기를 구현하였다. 다치 논리회로를 이용해서 구현한 FFT연산은 기존의 2치 FFT과 비교를 해 본 결과 상당히 트랜지스터의 수를 줄일 수 있으며 회로의 간단함을 알 수가 있었다. 또한, 캐리 전파 없는 가산기를 구현하기 위해서 ｛0,1,2,3｝의 불필요한(Redundant) 숫자 집합을 이용한 양의 수 표현을 FFT회로에 내부적으로 이용하여 결선의 감소와 VLSI 설계시 정규성과 규칙성으로 효과적이다. FFT승산을 위해서는 승산기의 연산시간과 면적을 다치 LUT(Look Up Table)로 이용해 승산의 역할을 하였다. 마지막으로 이진시스템(Bin system)과의 호환을 위해 다치 하이브리드형 FFT 프로세서를 제시하여 2진4치 부호기와 4치 2진 복호기 및 전류모드 CMOS회로를 사용하여 상호 호환성을 갖도록 설계를 하였다.