Устройство для выполнения быстрого преобразования фурье

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 12 Р 15/332 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ те, 31 И МОй.1. 24-24 Ваврук,Б: Теори обработки С 178.ство СССР 5/332, 19 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТХРЫ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИ 1БЫСТРОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при вычислении спектрасигналов и их фильтрации в частотной области. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Последнее содержит шесть регистровчетыре умножителя, два сумматора,два вычитателя, два сумматора-вычитателя два коммутатора, два дешифратора. 1 ил.(3) 1 шВ = 1 шА; + КеВ;,Изобретение относится к автомати"ке и вычислительной технике и можетбыть использовано при вычисленииспектра сигналов ц их фильтрациив частотной области в систеах связи, навигации, сейсморазведки н других областях техники.Цель изобретения - повьппение быстродействия устройства.Нд чертеже представлена функциональная схема устройства для выполнения быстрого преобразования Фурье(операндов и весового коэффициента),умножители 7-10, сумматоры 11 и 12,вычитатели 13 и 14, дешифраторы 15и 16, комлутаторы 17 и 18 сумиаторывычитатели 19 и 20.Ллгоритм работы устройства описывается следующим образом:КеЛ=КеЛ+(КеВ КеИ +1 вВ. 1 ш 11,)Р,Р,1 пА,=1 пА+ (1 тВ Ке 11 -КеВ ф 1 вЛ )ар,КеЗ;, =КеЛ - (КеВКеЫ+1 пВ 1 пИ)1 шВ, = 1 пЛ- (1 шВ-КеИ. -Ке В1 пИ),5, Р первый комплексный операнд;второй комплексный операнд;комплексный весовой коэф-фициент;показатель степени. Выражение 1,1) представляет собойбазовую операцию алгоритма БПФ приР=О и РФ -=,2При Р = 0 выражение принимаетвид 1 шВ = 1 шА - 1 шВ,а при Р =и,/2 имеет вид В устройстве реализуются выражения (1) - (3) в зависимости от зна- чения Устройство работает следующим ооразом.На з.-й итерации алгоритма БПФ врегистры 1-6 пос.тупают соответствен 5 но значения КеЛ, КеВ-, 1 пВ", РеИ,1 иК, 1 шЛ. 1,сли показатель Р весового коэффициента И. равен нуло, тоКе 11 й 0 и в регистр 4 дсйР - Рствительной части весового коэффици- О ента запишутся все единицы,. Приэтом иа выходе дешифратора 15 сфор-мируется логическая единица. ЕслиТ Р РР= -- то КеИ =О 1 пИ = 1 ив25 регистр 5 мнимой части весового коэффициента .запишутся все единицы, приэтсм на выходе дешифратора 16 сформируется логическая единица, Значения пз дешцфраторов 15 и 16 поступают 20 на управляющие )зходы коммутаторов 17, й 18 и в зависимости от управляющеговхода на зыход коммутаторов проходятзначения 00-(КеВ; КеИ + 1 шВ 1 пЛ )Р Ри (1 шВКе 11 - КеВ1 пМ); 01 25 КеВц 1 тВ 0 - КеВ" и 1 пВ, Прцкоде 0 на управляющем входе сумматоров зычитателей выполняется операция сложения, при коде 1 - вычитания.Таким образом, при коде 00 на выходе О дешифраторов в устройстве выполняется выражение (1), при коде 01 - выражение (2), при коде 10 - выражение(3). На выход устройства из сумматора 12, вычитателя 14 и сумматороввычитателей 19 и 20 поступаот соответственно значения КеЛ.,4, КеВ 4,1 пВ;, 1 пА;Выражение (1 ) выполняется в устройстве за время Т, = .унц + 2 о + кч- вреия выполненияопераций умножения исложения;- задержка информациив коммутаторе.(2 и (3) выполняютсяза время Т = щ + Сщ+ -ыгде Сф, - время срабатывания дешифратора. При выполнении алгоритма БПФ числоопераций вида (2) равно Б, где55 Н - число отсчетов, число операцийвида (3) равно И/2-1, число операцийвида (1) равно .Я/2-1 од Б - 3/2 И+.Тогда время выполнения И-точечногоБПФ с испольэовацием предлагаемогоустройства равноТ = (-И) Т + (-1 орМ- - 3+2)Т 3, 1 3 2 " 2 2 15Время выполнения Б-точечного БПФ с использованием иэвестного устройства равноИ И, ОТ = - 1 оК И (вин +2си) й - 1 о 8 ЕТ,2 2Формула иэ обретения15Устройство для выполнения быстро-, го преобразования Фурье, содержащее первый регистр, выход которого подключен к первым входам первого сумматора и первого вычитателя, выходы ко торых являются выходами реальных частей соответственно первого и второго операндов устройства, второй регистр, выход которого подключен к первым входам первого и второго умножителей,25 выходы которых подключены к первым входам соответственно первого сумматора и первого вычитателя, вторые входы которых подключены к выходам соответственно третьего и четвертого умножителей, первые входы которых подключены к выходу третьего регистра, информационный вход которого является входом мнимой части второго операнда устройства, входами реальных35 частей первого и второго операндов которого являются информационные входы соответственно первого и второго регистров, вторые входы первого и четвертого умножителей подключены к входу четвертого регистра, информационный вход которого является входом реальной части коэффициента устройства, входом мнимой части коэффициецта которого является информационФный вход пятого регистра, выход которого подключен к вторым входам второго и третьего умножителей, информационный вход шестого регистра является входом мнимой части первогооперанда устройства, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия в него введены первый и второй дешифраторы, первый и второй коммутаторы, первыйи второй сумматоры-вычитатели, выходы которых являются выходами мнимыхчастей соответственно первого и второго операндов устройства, выход второго регистра подключен .к первыминформационным входам первого и второго коммутаторов, вторые информационные входы которых подключенык выходу третьего регистра, выходвторого сумматора подключен к третьему информационному входу первого коммутатора, выход которого подключен к вторым входам первого сумматора и первого вычцтателя, выход второго вычитателя подключен к третьему информационному входу второго коммутатора, выход которого подключен к первым входам первого и второго сумматоров-вычитателей, вторые входы которых подключены к выходам шестого регистра, выход четвертого регистра подключен к входу первого дешцфратора, выход которого подключен к первым управляющим входам первого и второго коммутаторов, вторые управляющие вхо- ды которых объединены с управляющим входом первого сумматора-вычцтателя ц подключены к прямому выходу второго дешифратора, вход которого подключен к выходу пятого регистра, а инверсный выход второго дешифратора подключен к управляющему входу второго сум матора-вычитателя.124293 б лА+у РеА оставитель АБараехред И,Гайдош Корректор О.Лугова Редактор Н.Гунько Заказ 370 сно Про ул,Проектная) 4 одственно-полиграфическое предприятие) г.У 50 Тираж б НИИПИ Государственно по делам изобретен 13035, Москва) Ж)1 Подо комитета СССРий и открытийРаушская наб., д.