Устройство для быстрого преобразования фурье

,.ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОИ:КОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТЕУ Сфюз Сфветскик Сфцнапистнчеаек Республнк(22) ЗаявЛеио 1 З 1279 (21) 285549 О/18-24с присоединением заявки йо М Ьз Государственный комитет С.ССР но делан изобретений и открытий"Щфьт Военная ордена Ленина Краснознаменная академия связи им. С.М.Буденного(71) Заявитель,( 54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЫСТРОГО ПРЕОБРА,ф 3 ВАНИЯ ФУРЬЕ Изобретение относится к автоматике,и вычислительной технике и может быть использовано для цифровой обработки сигналов, спектрального анализа различных процессов, а также для любых вычислений по алгоритму быстрого преобразования Фурье (БПФ).Известно устройство для выполне" ния БПФ, содержащее коммутатор, счетчик циклов, счетчик шагов, арифметико - логическое устройство, блок памяти Ц .Недостатком этого устройства явля-. ется сложность и низкое быстродейст",. вие..аиболе близким по технической сущности к изобретению является устройстводля быстрого преббразования Фурье, содержащее память отсчетов и .весовых коэффициентов на регистрах сдвига, а также арифметический блок 21 . Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, Поскольку в нем используется сугубо последовательный принцип обработки операндовЦель изобретения - повышение быстродействия устроиства,Поставленная цель достигается тем,что устройство для быстрого преобразования Фурье содержащее арифметический блок, блок памяти коэффициентов и Б - разрядный регистр отсчетов,содержит й регистров сдвига поразрядов (В х т, = Н) и дополнительно(В/2)-1 арифметических блоков, причемвыход 1 - го разряда 3 - го регистрасдвига (1 = 1 - В, 1 = 1 - К) подклю.чен ко входу 1 + (3 - 1) 3 " го разряда регистра отсчетов, выходы (2 в -Ц - го и 2 в - го (в = 1 - В/2) разрядов регистра отсчетов, являющиесявыходами устройства, а также в - ыйвыход блока памяти коэффициентов под"ключены ко входам в - го арифметического блока, первый и второй выходыкоторого подключеныко входу В - горазряда (2 в - 1 ) " го и 2 в - го регистров сдвига соответственно.На фиг,1 представлена функциональная. схема предлагаемого, устройстватна фиг.2 - график реализуемого алгоритма БПФ для случая И = 32, К = 4,Мфф 8Устройство содержит арифметическиеблоки 1 и 2, регистр отсчетов, обра . эованный группами разрядов 31 - б,т,соответствующими регистрам сдвига63 - б и дополнительной группой разрядов 7, блок памяти коэффициентов 8.Предполагаешься, что числа И, В, Хявляются целой степенью основания алгоритма БПФ,5В качестве арифметического модуля;может быть использовано любое устройство, способное выполнять операцииА юВ над комплексными числами. Дляодновременной передачи кодов во всеВ/2 арифметические блоки можно тополь.зовать выходы первых В разрядов регистра отсчетов, либо в соответствиис фиг.1, 1-ый разряд (6, ) и В 1 дополнительных разрядов 7 регистра отсчетов. Соединение выходов арифмети-5ческих блоков со входами регистровсдвига 3 - бсоответствует графуалгоритма БПФ (фиг,2).Устройство работает следующим образом. 20Исходные данные в виде И отсчетовисследуемого сигнала записываются вЮ разрядов 3 - б регистра отсчетов.Цепи записи на Фиг.1 не показаны, хотя для этой цели могут быть использованы входы а, Ь, с, д регистровсдвига 3 - 6Для реализации алгоритма БПФ осуществляются 1 ад Б итераций (графикна фиг.2 соответствует одной итерации). Данные на входы арифметическихблоков поступают группами (по В чиселв группе). Такие группы (фиг.2) образованы отсчетами с номерами 1, 2, 3,4; с номерами 5, б, 7, 8 и т.д.После ввода всего массива исходныхданных первая группа данных с выходовпервых В разрядов (из группы 6 ) регистра отсчетов (если не используютсядополнительные разряды 7) поступаетна входы арифметических блоков 1 и 2. 4 ОИз памяти коэффициентов 8 в блоки 1 и2 подаются соответствующие номеруГруппы данных и номеру итерации значения весовых коэффициентов, получаемые путем необходимого циклическогосдвига всего массива коэффициентов,Эа время выполнения преобразованийнад отсчетами первой группы, содержимое регистра отсчетов сдвигаетсявправо на В разрядов так, чтобы вторая группа отсчетов заняла место первой. По окончании преобразования над первой группой результат записывается :в регистры сдвига 3- 6 по входам а, Ь, с, Й, после чего содержимбе регистров сдвига сдвигается на один разряд вправо. Одновременно в арифметические блоки 1 и 2 передается вторая группа данных и описанный процесс повторяется Б/В раз, в результате чего очередная итерация алгоритма БПФ выполнена. Данные иэ регистров сдвига передаются параллельным кодом в ре" гистр отсчетов, и устройство переходит к выполнению очередной итерации.По окончании последней итерации результат преобразования по группам выдается на.выход устройства, одно-, временно входные данные могут поступать на входы а, Ь, с, й.Уменьшение времени преобразований в предлагаемом устройстве достигает" ся благодаря испольЭованию групповой обработки данных.Формула изобретенияУстройство для быстрого преобразования Фурье, содержащее арифметический блок, блок памяти коэффициентов и И - разрядный регистр отсчетов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит В регистров сдвига поразрядов (Вм Ю = И) и дополнительно (В/2) - 1 арифметических блоков, причем выход 1 - го разряда 3 - го регистра сдвига (1 = 1 - й, 3 = 1 - В) подключен ко входу 1 +(3 - 1) 6 - го разряда ре" гистра отсчетов, выход; (2 в - 1) - го и 2 в - го (в = 1 - В/2) разрядов регистра отсчетов, являющиеся выходами устройства, а также в - ый выход блока памяти коэффициентов подключены ко входам в - го арифметического блока, первый и второй выходы которого подключены ко входу В - го разряда (2 в - 1)-го и 2 в - го регистров сдвига соответственно.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 590750., кл. 6 06 Г 15/34, 1975.2. Авторское свидетельство СССР м 615488, кл. 6 06 Р 15/34, 1976 (про" тотип).