[논문]새로운 DIT Radix-8 FFT 나비연산기 구조

장영범

doi:10.5762/kais.2015.16.8.5579

초록
AI-Helper

FFT(Fast Fourier Transform)는 DIT(Decimation -In-Time)와 DIF(Decimation-In-Frequency) 방식이 주로 사용되고 있다. DIF 방식은 Radix-2/4/8 등의 다양한 구조와 그 구현 방법이 개발되어 사용되고 있는데 반하여 DIT 방식은 순차적인 출력을 낼 수 있는 장점이 있음에도 불구하고 다양한 구조와 그 구현방법이 연구되지 못하였다. 이 논문에서는 순차적인 출력을 낼 수 있는 DIT Radix-8 FFT용 나비연산기 구조를 제안한다. 또한 기존에 주로 사용되어 온 Radix-2나 Radix-4 구조는 스테이지 수가 많아 연산지연시간이 길어지는 단점이 있다. 제안구조는 Radix-8의 알고리즘을 사용하였으므로 연산지연이 상대적으로 짧으며, 특히 큰 point의 FFT 구조의 경우에 스테이지의 수가 작아지는 장점을 갖는다. 제안구조의 나비연산기를 사용하여 4096-point FFT를 설계할 경우에, 4096개의 출력이 순서대로 출력되는 장점뿐 아니라 4개의 스테이지로 구성되므로 Radix-2를 사용하는 12 스테이지보다 연산지연이 짧은 장점을 갖는다. 따라서 제안 구조는 순차적인 출력과 짧은 연산지연을 요구하는 OFDM용 반도체 칩의 FFT 블록에 사용될 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

In FFT(Fast Fourier Transform) implementation, DIT(Decimation-In-Time) and DIF (Decimation-In-Frequency) methods are mostly used. Among them, various DIF structures such as Radix-2/4/8 algorithm have been developed. Compared to the DIF, the DIT structures have not been investigated even though they ...

In FFT(Fast Fourier Transform) implementation, DIT(Decimation-In-Time) and DIF (Decimation-In-Frequency) methods are mostly used. Among them, various DIF structures such as Radix-2/4/8 algorithm have been developed. Compared to the DIF, the DIT structures have not been investigated even though they have a big advantage producing a sequential output. In this paper, a butterfly structure for DIT Radix-8 algorithm is proposed. The proposed structure has smaller latency time because of Radix-8 algorithm in addition to the advantage of the sequential output. In case of 4096-point FFT implementation, the proposed structure has only 4 stages which shows the smaller latency time compared to the 12 stages of Radix-2 algorithm. The proposed butterfly can be used in FFT block required the sequential output and smaller latency time.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

논문에서는 DIT Radix-8 FFT 알고리즘의 구현을 위한 새로운 나비연산기 구조를 제안하고, 그 구조의 동작을 확인하였다. DIF 구조와 비교하여 DIT 구조의 장점은 FFT 출력이 순차적으로 출력되는 것과, Radix-8 알고리즘의 장점은 스테이지 수가 적아서 지연시간이 적다는 것이다.
이와 비교하여 DIT는 순차적인 출력을 낼 수 있는 장점이 있음에도 다양한 알고리즘이 개발되지 못하였다[8-10]. 이 논문에서는 DIT Radix-8 FFT에 사용되는 나비연산기 구조를 제안한다. DIT Radix-8 알고리즘은 순차적인 출력을 낼 수 있는 장점과 Radix-2나 Radix-4 알고리즘과 비교하여 큰 포인트의 FFT에서도 스테이지 수가 작아서 지연시간이 상대적으로 적은 장점이 있다.

제안 방법

Function simulation에서는 그림 5의 64-point DIT Radix-8 FFT의 SFG를 사용하였다. 그림 5에서 보듯이 Radix-8의 알고리즘을 사용하였으므로 64-point FFT를 2개의 스테이지를 사용하여 구현하였으며, 첫 번째 스테이지에서는 복소 곱셈기가 사용되지 않는다. 두 번째 스테이지에서는 복소 곱셈기를 (n)으로 표기하였으며 #로 정의하여 64개가 사용된다.
이 절에서는 1절의 DIT Radix-8의 반도체 구현을 위한 나비연산기 구조를 제안한다. 반도체 칩을 사용하여 FFT 회로를 구현하기 위해서는 모든 입출력을 실수와 허수로 나타내어 연산한다.

이론/모형

이 장에서는 제안된 나비연산기 구조에 대하여 정상동작을 확인하기 위해 64-point FFT 구조를 사용하여 function simulation을 수행하였다. Function simulation에서는 그림 5의 64-point DIT Radix-8 FFT의 SFG를 사용하였다.

성능/효과

이 출력 벡터가 FFT 함수를 사용하여 얻은 출력 테스트 벡터와 일치함을 확인하였다. 따라서 그림 3과 4의 제안된 나비연산기 구조가 FFT 변환을 올바르게 수행함을 확인하였다.
MatLab을 사용하여 위의 입력 벡터를 그림 5의 구조에 입력시켜서 표 5의 오른쪽과 같은 FFT 출력 X(0)∼X(63)의 출력을 얻었다. 이 출력 벡터가 FFT 함수를 사용하여 얻은 출력 테스트 벡터와 일치함을 확인하였다. 따라서 그림 3과 4의 제안된 나비연산기 구조가 FFT 변환을 올바르게 수행함을 확인하였다.

후속연구

OFDM 통신용 SoC에 사용되는 FFT 블록은 연산후 병렬 출력이 순차적인 직렬 출력으로 변환되어야 하므로 순차적인 출력이 나오는 DIT 구조가 효용성이 높다. 따라서 제안된 DIT Radix-8 FFT 구조는 순차적인 FFT 출력을 필요로 하고, 연산지연시간이 짧아야하는 고속 OFDM 통신용 SoC에 사용될 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	DIT Radix-8 FFT 구조는 무엇을 필요로 하며, 어디에 사용될 수 있는가?	OFDM 통신용 SoC에 사용되는 FFT 블록은 연산후 병렬 출력이 순차적인 직렬 출력으로 변환되어야 하므로 순차적인 출력이 나오는 DIT 구조가 효용성이 높다. 따라서 제안된 DIT Radix-8 FFT 구조는 순차적인 FFT 출력을 필요로 하고, 연산지연시간이 짧아야하는 고속 OFDM 통신용 SoC에 사용될 수 있다.
	DIF 구조와 비교하여 DIT 구조의 장점은?	논문에서는 DIT Radix-8 FFT 알고리즘의 구현을 위한 새로운 나비연산기 구조를 제안하고, 그 구조의 동작을 확인하였다. DIF 구조와 비교하여 DIT 구조의 장점은 FFT 출력이 순차적으로 출력되는 것과, Radix-8 알고리즘의 장점은 스테이지 수가 적아서 지연시간이 적다는 것이다. OFDM 통신용 SoC에 사용되는 FFT 블록은 연산후 병렬 출력이 순차적인 직렬 출력으로 변환되어야 하므로 순차적인 출력이 나오는 DIT 구조가 효용성이 높다.
	제안구조에서 Radix-8의 알고리즘을 사용한 이유는?	이 논문에서는 순차적인 출력을 낼 수 있는 DIT Radix-8 FFT용 나비연산기 구조를 제안한다. 또한 기존에 주로 사용되어 온 Radix-2나 Radix-4 구조는 스테이지 수가 많아 연산지연시간이 길어지는 단점이 있다. 제안구조는 Radix-8의 알고리즘을 사용하였으므로 연산지연이 상대적으로 짧으며, 특히 큰 point의 FFT 구조의 경우에 스테이지의 수가 작아지는 장점을 갖는다.

참고문헌 (10)

R. Sarmiento, V. D. Armas, J. F. Lopez, J. A. Montiel-Nelson, and A. Nunez, "A CORDIC processor for FFT computation and its implementation using gallium arsenide technology", IEEE Trans. on VLSI Systems, vol. 6, No. 1, pp. 18-30, Mar. 1998. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/92.661241

상세보기
M. Bekooij, J. Huisken, and K. Nowak, "Numerical accuracy of Fast Fourier Transforms with CORDIC arithmetic", Journal of VLSI Signal Processing, vol. 25, No. 2, pp. 187-193, Jun. 2000. DOI: http://dx.doi.org/10.1023/A:1008179225059

상세보기
J. Lee and H. Lee, "A high-Speed 2-Parallel Radix-24 FFT/IFFT processor for MB-OFDM UWB Systems", IEICE Trans. on Fundamentals, vol. E91-A, No. 4, pp. 1206- 1211, April, 2008. DOI: http://dx.doi.org/10.1093/ietfec/e91-a.4.1206

상세보기
H. J. Kim and Y. B. Jang, "Low-area FFT processor structure using radix-42 algorithm", Journal of IEEK, vol. 49-SD, No. 3, pp. 8-14, Mar. 2012.
In-Gul Jang and Jin-Gyun Chung, "Low-power FFT design for NC-OFDM in cognitive radio systems", Journal of IEEK, vol. 48-TC, No. 6, pp. 28-33, Jun. 2011.
Eun Ji Kim and Myung Hoon Sunwoo, "High speed 8-parallel FFT/IFFT processor using efficient pipeline architecture and scheduling scheme", Journal of KICS, vol. 36, No. 3, pp. 175-182, Mar. 2011. DOI: http://dx.doi.org/10.7840/kics.2011.36c.3.175

원문보기 상세보기
Y. B. Jang, E. S. Hur, J. S. Park and D. K. Hong, "High-speed Radix-8 FFT Structure for OFDM", Journal of IEEK, vol. 44-SP, No. 5, pp. 84-93, May, 2007.
Young Beom Jang and Sang Woo Lee, "Low-power butterfly structure for DIT Radix-4 FFT implementation", Journal of KICS, vol. 38A, No. 12, pp. 1145-1147, Dec. 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.7840/kics.2013.38a.12.1145

원문보기 상세보기
Young Beom Jang and Sang Woo Lee, "A New DIT Radix-4 FFT Structure and Implementation", Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, vol. 16, No. 1, pp. 683-690, Jan. 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.5762/KAIS.2015.16.1.683

원문보기 상세보기
K. Rao, D. N. Kim, and J. J. Hwang, "Fast Fourier Transform - Algorithms and Applications" Springer, 2011.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

새로운 DIT Radix-8 FFT 나비연산기 구조
New DIT Radix-8 FFT Butterfly Structure 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (10)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

연관된 기능

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

새로운 DIT Radix-8 FFT 나비연산기 구조 New DIT Radix-8 FFT Butterfly Structure 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

이론/모형

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (10)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

장영범 (36)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

연관된 기능

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

새로운 DIT Radix-8 FFT 나비연산기 구조
New DIT Radix-8 FFT Butterfly Structure 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper