【FPGA学习】MATLAB和FPGA实现FFT

本博客记录一下在matlab设计和在FPGA平台实现FFT的方法，平台是Xilinx的ZYNQ

参考：

COE文件制作与使用

Vivado使用技巧（9）：COE文件使用方法

.coe文件生成

在某些IP核的配置中，需要使用.coe文件来配置参数，比如说FIR滤波器的系数以及RAM中的初始化数据文件

.coe文件是一种ASCII文本文件，文件头部定义数据基数，数据以向量的形式给出，向量以分号结尾，向量之间用逗号隔开

.coe文件的通用语法如下：

Keyword =Value ; 注释
<Radix_Keyword> =Value ; 注释
<Data_Keyword> =Data_Value1, Data_Value2, Data_Value3;

• 不区分关键词的大小写
• 分号后为注释

关键词如下：

• RADIX：用于非存储类型IP核的基数定义

• MEMORY_INITIALIZATION_RADIX：定义存储器初始化值的基数

• COEFDATA：定义滤波器的系数

• MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR：定义块存储器与分布式存储器的数据

• PATTERN：用于位相关器（Bit Correlator）COE文件

• BRANCH_LENGTH_VECTOR：用于Interleaver COE文件

实例：生成用于导入到RAM中的窗函数系数的.coe文件

生成1024点汉明窗的.coe文件，matlab程序如下：

w_fl = hamming(1024);
w_tc = double(fi(w_fl,0,16,15));
for i = 1:size(w_tc,1)
    w_fi(i) = org2comp(w_tc(i), 15, 16);
end

fid = fopen('hamming_1024.coe','w');
fprintf(fid, 'memory_initialization_radix=10;\n');
fprintf(fid, 'memory_initialization_vector=\n');
fprintf(fid, '%d,\n', w_fi);

其中有两个函数要说明一下：

• fi函数：定点函数fi(data,s,w,f)
  • data:需要定点化的浮点数；
  • s:signed or unsigned 标志(1是signed)
  • w:数据位宽，如果是signed包含符号位
  • f:定点小数精度
• org2comp：原码转补码函数

function data_comp = org2comp(data_org, digit, width)
    data_comp = mod(2.^width + data_org*2.^digit, 2.^width);

生成的.coe文件如下：



可见符合上面提到的语法

调用FFT IP核

实现FFT可以直接调用提供的IP核，本篇博客中使用的是vivado中的FFT IP核