• 제목/요약/키워드: FFT Processor

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다중표준 OFDM 시스템용 가변길이 FFT/IFFT 프로세서 (A Variable-Length FFT/IFFT Processor for Multi-standard OFDM Systems)

  • 임창완;신경욱
    • 한국통신학회논문지
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    • 제35권2A호
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    • pp.209-215
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    • 2010
  • 다중 표준을 지원하는 OFDM 기반 통신 시스템용 가변길이 FFT/IFFT 프로세서 (VL_FCore)를 설계하였다. VL_FCore는 $N=64{\times}2^k\;(0{\leq}k{\leq}7)$의 8가지 길이의 FFT/IFFT를 선택적으로 연산할 수 있으며, in-place 방식의 단일 메모리 구조를 기반으로 FFT 길이에 따라 radix-4와 radix-2 DIF 알고리듬의 혼합구조가 적용된다. 중간 결과 값의 크기에 따른 2단계 조건적 스케일링 기법을 적용하여 메모리 크기 감소와 연산 정밀도 향상을 이루었다. 설계된 VL_FCore의 성능을 평가한 결과, 64점~8,192점 FFT 연산에 대해 평균 60 dB 이상의 SQNR 성능을 가지며, $0.35-{\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성하여 23,000 게이트와 32 Kbytes의 메모리로 구현되었다. VL_FCore는 75-MHz@3.3-V의 클록으로 동작하며, 64점 FFT 연산에 $2.25-{\mu}s$, 8,192점 FFT 연산에 $762.7-{\mu}s$가 소요되어 다양한 OFDM 통신 시스템의 요구조건을 만족한다.

ADSP-2105를 이용한 범용 DSP 보드의 제작 및 이를 이용한 실시간 FFT 분석기의 구현 (Implementation of a General Purpose DSP board using the ADSP-2105 Digital Signal Processor and its application to a real-time FFT analyzer)

  • 조철희
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1994년도 제11회 음성통신 및 신호처리 워크샵 논문집 (SCAS 11권 1호)
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    • pp.61-64
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    • 1994
  • 디지털 신호를 처리하기 위해 특별히 제작된 ADSP-2105는 빠른 Fied-point 연산과 Harvard-architecture로 구조화됐기 때문에 빠른 수행연산을 할 수 가 있다. 본 논문은 이 DSP 프로세서를 이용해 음성신호의 실시간 FFT 분석에 관한 방법을 소개한다. 실시간 FFT 분석기로서의 DSP 보드는 크게 음성신호를 받는 입력부분과 FFT를 계산하는 FFT 부분으로 나뉘어지는데, 입력부분은 AD1849로 8KHz로 데이터를 샘플링해 받게 되었고, FFT 부분은 실제로 DSP가 FFT를 수행하는 부분으로 되어있다. 실시간 처리를 구현하기 위해 입력 부분은 두 개의 뱅크로 만들어 한 뱅크에서 음성신호를 받아들이는 동안에 다른 뱅크에서는 FFT를 계산하도록 되어있어서 DSP 보드는 항시 음성신호를 샘플링 할 수 있는 상태를 유지할 수 있다. 그리고 FFT 처리부는 빠른 처리로 음성신호를 샘츨링할 뱅크가 채워지기 전에 실행되게 프로그램되어 있어 실제적으로 모든 음성데이타를 FFT 하게 되어있다.

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Design, Development and Analysis of Embedded Systems for Condition Monitoring of Rotating Machines using FFT Algorithm

  • Dessai, Sanket;Naaz, Zakiyaunnissa Alias Naziya
    • Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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    • 제3권4호
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    • pp.428-432
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    • 2014
  • Rotating machines are an integral part of large electrical power machinery in most of the industries. Any degradation or outages in the rotating electric machinery can result in significant losses in productivity. It is critical to monitor the equipment for any degradation's so that it can serve as an early warning for adequate maintenance activities and repair. Prior research and field studies have indicated that the rotating machines have a particular type of signal structure during the initial start-up transient. A machine performance can be studied based on the effect of degradation in signal parameters. In this paper a data-acquisition system and the FFT algorithm has been design and model using the MATLAB and Simulink. The implementation had been carried out on the TMS320 DSP Processor and various testing and verification of the machine performance had been carried out. The results show good agreement with expected results for both simulated and real-time data. The real-time data from AC water pumps which have rotating motors built-in were collected and analysed. The FFT algorithm provides frequency response and based on this frequency response performance of the machine had been measured.The FFT algorithm provides only approximation about the machine performances.

2단계 수렴 블록 부동점 스케일링 기법을 이용한 8192점 파이프라인 FFT/IFFT 프로세서 (A 8192-point pipelined FFT/IFFT processor using two-step convergent block floating-point scaling technique)

  • 이승기;양대성;신경욱
    • 한국통신학회논문지
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    • 제27권10C호
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    • pp.963-972
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    • 2002
  • DMT 기반의 VDSL 모뎀, OFDM 방식의 DVB 모뎀 등 다중 반송파 변조 시스템에서 핵심 블록으로 사용되는 8192점 FFT/IFFT 프로세서를 설계하였다. 새로운 2단계 수렴 블록 부동점 (two-step convergent block floating-point; TS_CBFP) 스케일링 방법을 제안하여 설계에 적용하였으며, 이를 통해 FFT/IFFT 출력의 신호 대 양자화 잡음 비 (signal-to-quantization-noise ratio; SQNR)가 크게 향상되도록 하였다. 제안된 TS_CBFP 스케일링 방법은 별도의 버퍼 메모리를 사용하지 않아 기존의 방법에 비해 메모리를 약 80% 정도 감소시키며, 따라서 칩 면적과 전력소모를 크게 줄일 수 있다. 입력 10-비트, 내부 데이터와 회전인자 14-비트, 그리고 출력 16-비트로 설계된 8192점 FFT/IFFT 코어는 약 60-㏈의 SQNR 성능을 갖는다. 0.25-$\mu\textrm{m}$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과. 약 76,300 게이트와 390K 비트의 RAM, 그리고 39K 비트의 ROM으로 구현되었다. 시뮬레이션 결과, 50-MHzⓐ2.5-V로 안전하게 동작할 것으로 평가되었으며, 8192점 FFT/IFFT 연산에 약 164-$\mu\textrm{s}$가 소요될 것으로 예상된다. 설계된 코어는 Xilinx FPGA에 구현하여 정상 동작함을 확인하였다.

High-Performance Low-Power FFT Cores

  • Han, Wei;Erdogan, Ahmet T.;Arslan, Tughrul;Hasan, Mohd.
    • ETRI Journal
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    • 제30권3호
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    • pp.451-460
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    • 2008
  • Recently, the power consumption of integrated circuits has been attracting increasing attention. Many techniques have been studied to improve the power efficiency of digital signal processing units such as fast Fourier transform (FFT) processors, which are popularly employed in both traditional research fields, such as satellite communications, and thriving consumer electronics, such as wireless communications. This paper presents solutions based on parallel architectures for high throughput and power efficient FFT cores. Different combinations of hybrid low-power techniques are exploited to reduce power consumption, such as multiplierless units which replace the complex multipliers in FFTs, low-power commutators based on an advanced interconnection, and parallel-pipelined architectures. A number of FFT cores are implemented and evaluated for their power/area performance. The results show that up to 38% and 55% power savings can be achieved by the proposed pipelined FFTs and parallel-pipelined FFTs respectively, compared to the conventional pipelined FFT processor architectures.

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DRM 수신기의 효율적인 수신을 위한 가변 프라임펙터 FFT 설계 (Design Method of Variable Point Prime Factor FFT For DRM Receiver)

  • 김현식;이연성;서정욱;백종호
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2008년도 정보통신설비 학술대회
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    • pp.257-261
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    • 2008
  • The Digital Radio Mondiale (DRM) system is a digital broadcasting standard designed for use in the LF, MF and HF bands of the broadcasting bands below 30 MHz. The system provides both superior audio quality and improved user services / operability compared with existing AM transmissions. In this paper, we propose a variable point Prime Factor FFT design method for Digital Radio Mondiale (DRM) system. Proposed method processes a various size IFFT/FFT of Robustness Mode on DRM standard efficiently by composing Radix-Prime Factor FFT Processing Unit of form similar to Radix-4 by insertion of a variable Prime Factor Twiddle Factor and Garbage data. So, we improved limitation that cannot process 112/176/256/288 FFT of each mode of DRM system with a existent Radix Processor and increase memory size and memory access time for IFFT/FFT processing by software processing in case of implementation with a existent high speed DSP.

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저면적 복소곱셈기를 이용한 64 포인트 FFT 프로세서의 구현 (Design of 64-point FFT Processor using Area Efficient Complex Multiplier)

  • 권혁빈;김규철
    • 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.

저 전력 및 면적 효율적인 알고리즘 기반 고속 퓨리어 변환 프로세서 (Fast Fourier Transform Processor based on Low-power and Area-efficient Algorithm)

  • 오정열;임명섭
    • 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.

R2SDF FFT의 메모리 감소를 위한 회전인자 인덱스 생성방법 (Twiddle Factor Index Generate Method for Memory Reduction in R2SDF FFT)

  • 양승원;김용은;이종열
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권5호
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    • pp.32-38
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    • 2009
  • FFT(Fast Fourier Transform) 프로세서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템에서 사용된다. 근래에는 광대역과 이동성에 대한 요구가 높아짐에 따라 큰 포인트를 가지는 FFT 프로세서의 연구가 필요하다. FFT 포인트 수가 증가할수록 회전인자가 저장된 메모리가 차지하는 면적은 증가한다. 본 논문에서는 Radix-2, $2^2,\;2^3,\;2^4$ 알고리즘의 회전인자 인덱스 생성 방법을 제안한다. 제안한 회전인자 인덱스 생성기(Twiddle Factor Index Generator : TFIG)는 간단하게 카운터와 양수곱셈기로만 구성된다. 각각의 R2SDF(Radix-2 Single-Path Delay Feedback), $R2^2SDF,\;R2^3SDF,\;R2^4SDF$ 1024포인트 FFT 프로세서에 ROM 크기를 1/8N로 줄인 회전인자 계수 생성기(Twiddle Factor Coefficient Generator : TFCG)를 설계하여 제안한 알고리즘을 검증하였다. $R2^4SDF$의 TFCG 경우 면적, 전력에서 각 57.9%, 57.5%정도의 이득을 얻었다.