DSP芯片中的高能效FFT加速器

来源：计算机研究与发展杂志2016年第7期北京时间：

作者：雷元武,陈小文,彭元喜,

摘要：快速傅里叶变换(fastFouriertransform,FFT)是数字信号处理(digitalsignalprocessing,DSP)领域中最耗时的核心算法，该算法的计算性能和计算效率将影响整个应用的执行效率.因此，在DSP芯片上设计实现了一个基于矩阵转置操作的高能效可变长度FFT加速器，采用多种并行策略开发批量小规模FFT算法与大规模Cooley-TukeyFFT算法中指令级和任务级并行.设计“乒乓”多体数据存储器，重叠数据搬移和FFT计算之间的开销，提高FFT加速器计算效率.并基于此存储器，提出基于基本块的快速矩阵转置算法，从而避免对数据矩阵的列访问；提出混合旋转因子产生策略，结合查表和基于CORDIC算法在线计算方式，最大限度降低旋转因子产生的硬件开销.实验结果表明:FFT加速器原型的峰值能效为146GFLOPs/W，相比IntelXeonCPU上的多线程FFTW实现，取得2个数量级的能效提升.

关键词：快速傅里叶变换, 加速器, 高能效, 矩阵转置, 数字信号处理,