关于硬件实现FFT逆运算

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前面的文章我们介绍了关于FFT的硬件实现。关于FFT的逆运算IFFT，其实就是将实现FFT的过程反过来执行就可以了。

在实现过程中要注意很多问题。

同 FFT一样，效率问题。以2048点为例，根据理论值计算，计算一次2048点的IFFT的时间应为130us。在采用流水线的方式下，实部计算和虚部计算均采用两块RAM实现流水线。

结构如上图。在这种方式下，FPGA的片上RAM会消耗很多。

为了节省RAM，可以采用一块RAM的流水线方式。在实现过程中要注意对RAM操作的reading-during-write，之前的文章介绍过了。这种方式速度会降低一半。

最节省的方式是使用控制器方式，但速度更低。这里不再介绍。

上图所示的IFFT流程，存在大量的组合逻辑，时序远远不够，所以应当在组合逻辑中加入寄存器提高速度。但是，寄存器流水线的级数又影响到了读写两块RAM的切换，从而影响计算效率，所以这里值得商榷。

由于设计中RAM输出端没有使用REG，所以1处应该加入REG，提高速度，否则1处会出现时序违规，1处的组合逻辑延迟很大。

2处和3处也是值得深入考虑的地方，加法器的输出到乘法器的输入，以及乘法器的输出再到加法器的输入，均是大量的组合逻辑，设计中一定要注意，不能仅仅完成功能仿真就可以了，一定要在综合工具下综合一下，看看时序是否满足。实践中，这两处均加入REG。

4处是否再加REG需要看综合后的结果。根据实际分析，4处加REG会降低计算效率，读RAM和写RAM来不及切换，这是根据自己的设计得出的结果。

由于FFT计算过程用到乘法器，所以在IFFT中需要用到除法器。如何减少除法器使用的资源或者将除法器更改为其他逻辑实现，需要深入探讨。

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作者：杭州卿萃科技ALIFPGA

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