Устройство для быстрого преобразования фурье

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик о 995096(И) М.К 1 Ю з 0 Об Г 15/332 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЫСТРОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах вычисления спектра по алгоритму быстрого преобразования фурье (БПФ), напримерр, в специализированныхарифметических устройствах спектрального анализа для операций с комплекснымичислами.Известно устройство для выполненния быстрого преобразования фурье, в котором все вычислительные операции над действительньаки числами выполняются нараллельно,чем обеспечивается достаточно высокое быстродействие С 1 3.Недостатки этого устройства - большое количество оборудования и неоптимальное его использование при выполнении базовой операции БПФ.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для быстрого преобразования фурье, содержащее девять регистров, умножитель, сумматор, два коммутатора и блок микропрограммного управления Г 23.Однако в данном. устройстве одна базовая операция БПФ выполняется эа шесть тактов умножения, что приводит к недостаточно высокому быстродейст- вию.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для быстрого преобразования фурье, содержащем шесть входных регистров, умножитель, сумматор, регистр произведений,два регистра сУмм, два Коммутатора и блок микропрограммного управления, причем выходы первого и второго входных регистров через первый коммутатор подключены к входам умножителя, выход которого подклюЧен к.входу регистра произведений, выходытретьего и четвертого входных регистров и выход регистра произведений через второй коммутатор подключены к входам сумматора, выход которого является выходом устройства и подключен к входам регистров сумм, выходы блока микропрограммного управления подключены к управляющим входам коммутаторов, выходы 25 пятого и шестого входных регистровподключены к дополнительным информационным входам первого коммутатора, а выходы регистров суви - к дополнительным информационньак входам второ-, 30 го коммутатора.,10 Формула изобретения На чертеже представлена Функциональная схема устройства для быстрого преобразования Фурье.Устройство содержит входные регистры 1 - б, коммутатор 7, умножитель 8, регистр 9 произведений, коммутатор 10, сумматор 11, регистры 12 и 13 сумм и блок 14 микропрограммного управления.Блок 14 может состоять из генератора тактовых импульсов, счетчика тактовых импульсов и блока памяти микрокоманд, адресный вход которого подключен к выходу счетчика, а выход является выходом блока микропрограммного управления.Устройство выполняет за каждую базовую операцию следующие операции:йеЯ:дед.,+ йев,.йеС-Э в. з с,;Э Л; = В,+е В;С,. +Э ВеС где А - первое комплексное число; 25В; - второе комплексное число;С; - комплексная весовая функция.На выходные регистры 1-4 записываются исходные числовые данные КеА, 4 А 1 г йеВ;:,Д., В веем и а, С;, ЗОКоммутатор 7 сомножителей направляет на умножитель 8 входные данные для получения промежуточных произведений (соответственно по четырем тактам текущей базовой операции, которые 35 последовательно записывают в регистр 9 произведения: в конце первого тактапроиэведение ВеВ; КеС, в конце второго - 38; Д С,в конце третьего - ВеВ;Зя 1 Си в конце четвертого 40 .53; . ВеС;. В первой половине второго такта на сумматор 11 через коммутатор 10 поступают йеА; из входного регистра 1 и первое произведение. Эта частная сумма записывается в конце первой половины второго такта в регистр 12. В течение первой половины третьего такта комму.атор 10 подает на сумматор 11 новое произведение иэ регистра 9 и частную сумму иэ регистра 12 в результате сложения этих слагаемых, в сумматоре 11 в конце первой половины третьего такта на выход 15 выдается и одновременно записывается в регистр 13 первый результат Неь:+ . В течение половины третьего такта коммутатор 10 подает слагаемые из регистра 13 и входного регистра 1 для получения насумматовтороцо числа ВеВ;фВа протяжении первой половины чет-Щ вертого такта на сумматор 11 через коммутатор 10 подается третьелроизВедениеиэ регистра 9 и число иэ . входного регистра 2, частная, сумма записывается в регистр 12. В течение Ц первой половины первого такта следую,щей базовой операции на выходе сумматора 11 после поступления на негочерез коммутатор 10 четвертого произ"ведения из регистра 9 образуется следующее число шА +,которое записывается в регистр 13 и выдается навыход 15. Во второй половине первого такта следующей базовой операции получается последнее четвертое число путем сложения числа из входного ре" гистра 2 и регистра 13, поступающих на сумматор 11 через коммутатор 10.Таким образом, в течение всех четырех тактов текущей базовой операции вычисляются четыре сомножителя, а частичные суммы и конечные результаты на выходе сумматора образуются в течение первой половины второго и четвертого тактов, а также в полутактах третьего такта текущей и первого такта последующей базовой операций. Таким образом, в предлагаемом устройстве цикл работы состоит иэ четырех тактов или восьми полутактов. Причем, в шести полутактах сумматор и блок умножения работают одновременно.Использование предлагаемого устройства позволяет получить выигрыш по быстродействию в сравнении с про- тотипом на ЗЗЪ,Устройство для быстрого преобразования Фурье, содержащее шесть входных регистров, умножитель, сумматор,регистр произведений, два регистрасумм, два коммутатора и блок микропрограммного управления, причем выходы первого и второго входных регистров через первый коммутатор подключены к входам умножителя, выход которого подключен к входу регистра произведений, выходы третьего и четвертого входных регистров и выход регистра произведений через второй коммутатор подключены к входам сумматора, выход которого является выходомустройства: и подключен к входам ре-.гистров сумм, выходы блока микропрограммного управления подключены к уп"равляющим входам коммутаторов, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения быстродействия, выходы пятого и шестого входных регистров подключены к дополнительным инФормационным входам первогс коммутатора, а выходы регистров сумм - к дополнительным информационным входамвторого коммутатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3800130,кл, 235-156, опублик, 1974,2. Авторское свидетельство СССР9 736113, кл. С 06 Р.15/332, 1977995096 Составитель В.Байковтыяь ТехредЖ;Кастелевич Корректор О,Билак едакто илиал ппп ффпатеитфф, г.ужгород, ул.проектная,4 э 646/34 ВНИИПИ Го по делам113035, ИосТираж 704 Подписноесударственного комитета СССРизобретений и открытийва, Ж, Раушская наб., д.4/