Устройство для трехточечного быстрого преобразования фурье

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (11) 6 Р 533 САНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ К РСК ВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Институт физики полупроводников Сибирского отделения АН СССР (53) 681.32(088.8)(56) 1, Патент США В 3899667, кл. С 06 Р 15/332, опублик. 1975.2. Кухарев Г,А., Новоселов Н.Д., Скорняков В.С. Структура процессорных элементов модульных БПФ-процессоров. - цИзв. высш. учеб, заведений Приборостроение, 1981, т.ХХ 111, (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕХТОЧЕЧНОГО БЫСТРОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ, содержащее первый сумматор-вычитатель, первый вход которого подключен к выходу умножителя, первый вход которого соединен с выходом разности второго сумматора-вычитателя, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства информа 1ционный выход регистра константы подключен к второму входу умножителя,входы суммы и разности первого сумматора-вычитателя являются соответственно первым и вторым информационнымивыходами устройства, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, оно содержит третий сумматор-вычитатель и распределитель,причем выход суммы второго сумматоравычитателя соединен с входом распределителя, выход которого соединен спервым входом третьего сумматора-вы-читателя, выход разности которогосоединен с вторым входом первого сумматора-вычитателя, второй вход и вы- еавход суммы третьего сумматора-вычитателя являются соответственно тре.тьим информационным входом итретьим информационным выходомустройства.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении высокопроизводительных специализированных процессоров быстрого преобразования Фурье 5 (БПФ) .Известно арифметическое устройство процессоров БПФ, реализующее дискретное преобраЗование Фурье (ДПФ) для М =Э. Все вычисления здесь реали. зуются согласно выражению2к) = Ейа" Ю"-й1 0 л - значение й -го элемента,определяющего сигнал вовременной области;И - К-й элемент, определяю"щий БПФ сигнала. где Устройство содержит входной и выходной коммутаторы сигналов, два сдвиговых регистра для хранения промежуточных результатов, умножитель на константу - а, умноннталь на фазовые множители и арифметическое устройство, включающее в себя сумматор, умножитель и вычитатель.30Ввод в устройство, входных цаннык осуществляется последовательночерез входной коммутатор, причем первый выход арифметического устройства свя зан с первым входом входного коммута-35 тора и с первым входом выходного коммутатора, второй вход входного комму" татора служит входом ввода данных, третий вход входного коммутатора связан с выходом умножителя на константу -, а четвертый вход входного коммутатора соединен с входом умножителя на константу -и с выходом второ 2го сдвигового регистра. Первый выход входного коммутатора соединен с входом первого сдвигового регистра, выход которого поступает на первый вход арифметического устройства, а второй выход входного коммутатора поступает на второй вход арифметического устройства. Второй выход арифметического устройства соединен с входом второго сдвигового регистра, выход кото рого поступает на второй вход выходного коммутатора. Выход выходного5 коммутатора связан с входом умножите ля на разовые множители, выход которого служит выходом самого устройства 1",11. Недостатками такого устройства яв. ляются последовательный принцип действия и избыток вычисленийНаиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство трехточечного БПФ, реализуемое по алгоритму Виноградова, содержащее два блока двухточечного ДПФг два сумматора и два умножителя на константы, причем нулевой вход устройства связан с первым входом первого сумматора, выход которого соединен с нулевым выходом устройства и первым входом второго Сумматора, а первый и второй входы устройства связаны соответственно с первым и вторым входами первого блока двухточечного ДПФ, первый выход которого связан с вторым входом первого сумматора и первым входом первого умножителя, выход которого соединен с вторым входом второго блока двухточечного ДПФ., первый вход которого соединен с выходом вто" рого сумматора, причем первым и вторым входами устройства являются первый и второй выходы второго блока двухточечного ДПФ, а на вторые входы первого и второго умножителей поступают соответственно константы -1,5,-3 . Г 23.Недостатками известного устройства являются излишнее оборудование, а также различная номенклатура входящих в него блоков, что приводит к понижен. ной производительности, уменьшению его быстродействия и отсутствию универсальности при его проектировании,Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для трехточечного быстрого преобразования Фурье, содержащее первый сумматор-вычитатель, первый вход которого подключен к выходу умножителя, первый вход которого соединен с выходом разности второго сумматора-вычитателя, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, информационный выход регистра константы подключен к второму входу умножителя, входы суммы и разности первого сумматора-вычитателя являются соответственно первым и вторым информационными выходами устройства, введены третий сумматор-вычитатель и распределитель, причем выход суммы второго сумматора-вычитателя1107132 на входной регистр сумматора 8 сумматора-вычитателя 3 и в виде ГЯМ)поступает на входной регистр вычитателя 9 того же блока, причем результат 5 Яо)=УЬ)+ГИ+1 С 2) поступает на третийвыход устройства, а результат Уо +ЯД)-ХР) поступает на второй входсумматора-вычитателя 2, на выходекоторого образуется1 ОРЯ-У(о) ИИХйЯ дРЯ Гй 3 Результат 1 Й-Ю с соответствующего сумматора-вычитателя 1 поступает на вход умножителя 5, а на другой вход умножителя с регистра 7 константы поступает значение Е ,2На выходе .Умножителя 5 получается величина дХ(1-ХЙ)Д, которая поступает на соответствующий сумматор-вычитатель 2, на выходе которого появляется значение Работа устройства осуществляетсяв конвеерном режиме и управляетсяблоком 6 синхронизации. Устройство,реализует вычисления по формулам Таким образом, исключение из известного устройства одного блока умножения и включение в состав устрой" ства. коммутатора, а также замена отдельных сумматоров сумматором-вычитателем позволяет сократить оборудо. ванне, увеличить быстродействие уст ройства. соединен с входом распределителя, выход которого соединен с первым входомтретьего сумматора-вычитателя, выходразности которого соединен с вторымвходом первого сумматора-вычитателя,второй вход и выход суммы третьегосумматора-вычитателя являются соответственно третьим информационным вхо.дом и третьим информационным выходомустройства;Причем распределитель соединяеткаждый й; -й информационный разрядрегистра хранения результата суммирования выхода второго сумматора-вычитателя (блока двухточечного ДПФ) скаждым -1) информационным разрядомрегистра хранения входных операндоввхода третьего сумматора-вычитателя,а знак переносится без изменений. Такая перекоммутация дает автоматический 2 Осдвиг информационной части числа вправо на один разряд, тем самым осуществляя деление самого числа на 2На фиг.1 представлена структурнаясхема устройства на фиг.2 - сумма" 1"фР(0-ЯД)фГЙЧЮй-Г(2)3тор"вычитатель, на фиг.3. " распределитель и его подключение, на фиг.4 -выделенные диаграммы.Устройство содержит три сумматоравычитателя (блока двухточечного ДПФ) ЗО1-3, распределитель 4, умножитель 5,блок 6 синхронизации и регистр 7 кон"станты.Сумматор-вычитатель состоит из сумматора 8, вычитателя 9 и регистров10-15.Устройство работает следующим образом.У(о) поступает на вход сумматора-вычитателя 3, а соответствующие величи-,щны 1 Я и УЮ поступают соответственно на входы сумматора-вычитателя 1,выход которого 1 Й)Ф соединен сраспределителем 4. Сумма М(п) УЫ черезраспределитель без изменения поступает"Патент", г.ужгород, ул,Прое иал Состатор С.Пекарь Техред аказ 57 б 1/35 Ти ВНИИПИ Гос по делам 113035, Москв, Ж,Корректор И Шулл Подписноого комитета СССРй и открытийаушская наб д.4/5