Low-area Pipeline FFT Structure in OFDM System Using Common Sub-expression Sharing and CORDIC

An efficient pipeline MDC Radix-4 FFT structure is proposed in this paper. Every stages in pipeline FFT structure consists of delay' commutator and butterfly. Proposed butterflies in front and rear stages utilize CORDIC and Common Sub-expression Sharing(CSS) techniques, respectively. It is shown that proposed butterfly structure can reduce the number of adders through sharing common patterns of CSD type coefficients. The Verilog-HDL modeling and Synopsys logic synthesis results that the proposed structure show 48.2% cell area reduction in the complex multiplication part and 22.1% cell area reduction in overall 256-point FFT structure comparison with those of the conventional structures. Consequently, the proposed FFT structure can be efficiently used in various OFDM systems.

Common sub-expression sharing과 CORDIC을 이용한 OFDM 시스템의 저면적 파이프라인 FFT 구조

이 논문에서는 OFDM시스템에서 가장 큰 칩 면적을 차지하고 높은 전력을 요구하는 핵심 연산 블록인 FFT에 대하여 파이프라인 Radix-4 MDC 방식의 저면적 구조를 제안하였다. 나비연산기에서 Twiddle factor 복소 곱셈연산을 수행할 때, 기존의 곱셈기를 사용하지 않고 CSD형 계수의 공통패턴을 공유하여 덧셈의 수를 줄일 수 있는 Common sub-expression sharing 방식과 CORDIC 알고리즘을 사용하여 구현 면적을 감소시켰다. 제안구조는 Verilog-HDL을 통해 모델링하고 Synopsys로 논리합성한 결과 기존구조와 비교하여 복소곱셈부는 48.2%감소효과, 전체 FFT구조는 22.1%의 면적 감소효과를 달성하였다. 따라서 제안된 FFT구조는 다양한 크기의 FFT를 사용하는 OFDM용 시스템에 효율적으로 사용될 수 있는 구조임을 보였다.