• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2009년도 추계학술대회
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• pp.393-396
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• 2009

본 연구에서는 OFDM 기반 통신 시스템을 위한 가변길이 FFT/IFFT 프로세서를 설계하였다. 설계된 FFT/IFFT 프로세서는 $N=64{\times}2^k$ ($0{\leq}k{\leq}7$)의 8가지 크기에 대해 FFT/IFFT 연산이 가능하며, in-place 방식의 단일 메모리 구조를 기반으로 FFT 길이에 따라 radix-4와 radix-2 DIF 알고리듬의 혼합구조가 적용된다. 메모리 감소와 연산 정밀도 향상을 위해, 중간결과 값의 크기에 따른 2단계 조건적 스케일링 기법을 적용하여 설계되었다. 설계된 가변길이 FFT/IFFT 프로세서의 성능을 평가한 결과, 64점~8,192점 FFT 연산의 경우 평균 60-dB 이상의 정밀도를 가지며, $0.35-{\mu}m$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과 75-MHz@3.3-V의 클록주파수로 동작 가능한 것으로 평가되었다. 64점 FFT 연산에 $2.55-{\mu}s$가 소요되고, 8,192점 FFT 연산에 $762.7-{\mu}s$가 소요되어 OFDM 기반의 무선 랜, DMB, DVB 시스템의 요구조건을 만족한다.

• 전기학회논문지
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• 제58권6호
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• pp.1241-1245
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• 2009

As FFT(Fast Fourier Transform) processor is used in OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplesing) system. According to increase requirement about mobility and broadband, Research about low power and low area FFT processor is needed. So research concern in reduction of memory size and complex multiplier is in progress. Increasing points of FFT increase memory area of FFT processor. Specially, SRU(Signal Reordering Unit) has the most memory in FFT processor. In this paper, we propose a reduced method of memory size of SRU in FFT processor. SRU of 64, 1024 point FFT processor performed implementation by VerilogHDL coding and it verified by simulation. We select the APEX20KE family EP20k1000EPC672-3 device of Altera Corps. SRU implementation is performed by synthesis of Quartus Tool. The bits of data size decide by 24bits that is 12bits from real, imaginary number respectively. It is shown that, the proposed SRU of 64point and 1024point achieve more than 28%, 24% area reduction respectively.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.962-964
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• 2014

신호처리 시스템에서 FFT는 많이 사용되고 있으며, 고속화를 위하여 많은 연구가 진행되어 왔다. FFT은 통신, 영상처리, 레이더 등 많은 영역에서 직접 또는 변형되어 많이 활용되고 있으나 실시간 처리 속도 한계와 가격의 문제로 FFT 길이가 제한되는 경우가 많다. 본 연구에서는 TI사의 고속 DSP인 8 core의 TMS320C6678에 OpenMP 병렬처리 기법으로 FFT를 구현한 결과를 제시한다. 속도 개선을 위한 다양한 병렬처리 방안에 대하여 단일 FFT의 길이별 성능과 다중 FFT를 처리하기 위한 방안을 제안하였다. 이러한 OpenMP기반의 FFT는 DSP간 hyperlink 연결로 다수의 DSP로 병렬처리로 성능 개선이 가능하며, 본 연구에서는 16 core로 확장하여 그 성능이 30% 내외 개선되는 것을 보였다. 본 연구 결과는 초 고속 신호처리가 요구되는 의료영상, 초고해상도 영상처리, 고정밀 레이더 등에 활용이 가능할 것이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.2548-2554
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• 2010

본 논문에서는 의료 서비스를 위한 뇌전기파(EEG: electroencephalogram) 신호 분석용 FFT(Fast Fourier Transform) 프로세서를 구현하였다. 실시간으로 발생하는 EEG 신호를 블록으로 나누어 short-time FFT 처리하기 위해 Hamming 창 함수를 사용하였으며, 이로 인해 감소되는 양끝의 값은 1/2 오버랩 시켜 보완하였다. 0~100 [Hz] 사이의 주파수 특성을 갖는 뇌전기파의 효율적인 대역 분석을 위해 256-point FFF 프로세서를 radix-4 알고리듬을 적용하여 구현하였으며, 단일 메모리 뱅크 구조를 사용하여 집적도를 높였다. 설계된 FFT 프로세서는 FPGA 구현을 통해 가능을 검증하였으며, 연산오차가 2% 이내로 높은 연산 정밀도를 갖는다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제3권2호
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• pp.86-92
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• 2008

고속 데이터 전송이 가능한 장점 때문에 OFDM 통신 방식은 4세대 통신 방식으로 주목 받고 있다. OFDM은 이러한 고속 무선 데이터 통신을 구현하기 위해서는 고성능의 FFT(Fast-Fourier-Transform) / IFFT(Inversion FFT) 프로세서를 필요로 한다. 현재 OFDM은 DSP(Digital Signal Processor)로 구현되고 있지만 많은 전력 소모의 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 Current-mode FFT LSI가 제안되었다. 본 논문에서는 저전력 OFDM용 IVC(Current to Voltage Converter)를 설계한다. 시뮬레이션 결과 설계된 IVC는 FFT Block의 출력이 $7.35{\mu}A$ 이상일 때 3V 이상의 전압을 출력하고, FFT Block의 출력이 $0.97{\mu}A$ 이하일 때 0.5V 이하의 전압을 출력하였다. 설계된 IVC로 저전력 Current-mode FFT LSI의 동작이 가능하게 되며, 전류모드신호처리는 차세대 무선 통신 시스템의 발전에 기여할 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2000년도 추계종합학술대회
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• pp.499-503
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• 2000

본 논문에서는 기존 2진 FFT(Fast fourier transform)에서 확장해 다치논리 연산기를 이용해서 고속 다치 FFT 연산기를 구현하였다. 이를 바탕으로 구현한 FFT 연산의 가산은 기존의 2치 FFT연산과 비교해 결선과 트랜지스터 개수도 반으로 줄어지는 효과가 있다. 캐리 전파없는 가산기를 구현하기 위해서 (0,1,2,3)의 과잉 디지트 집합을 이용한 과잉 양의 수 표현(Reduntandt Positive-digit number Representation)을 FFT 내부적으로 이용하였고 이로 인해 능동소자의 감소와 이를 연결하기 위한 결선의 감소의 효과가 있고 VLSI(Very large scale intergation)의 설계시 정규성과 규칙성으로 효과적이다. FFT의 가산동작을 위해서는 캐리전파없는 가산기를 사용하였고 그리고 곱셉작용을 위해서는 곰셉기의 연산시간이 길고 면적이 큼으로 간단한 수학적 동작을 위해서 다치 LUT(Look up table)을 이용해 곱셈의 역할을 대신하였다. 마지막으로 시스템의 호환을 위해 하이브리드형 다치 FFT 연산기를 설계하여 예로 제시하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권12호
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• pp.87-95
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• 2009

본 논문에서는 MIMO-OFDM 기반의 SDR 시스템을 위한 효율적인 FFT 구조를 제안한다. 제안한 scalable FFT/IFFT 프로세서는 64/128/512/1024/2048-point FFT 연산을 가변적으로 수행할 수 있다. 또한 mixed radix (MR) 기법과 multi-path delay commutator (MDC) 구조를 사용하여 비단순 승산을 줄임으로써 기존의 설계 구조에 비해 시스템 수율 변화 없이 하드웨어 복잡도를 크게 감소시켰다. 제안된 scalable FFT/IFFT 프로세서는 하드웨어 설계 언어 (HDL)를 이용하여 설계 되었고, 0.18um CMOS 스탠다드 셀 라이브러리를 이용하여 논리 합성되었다. 논리합성 결과 4채널 radix-2 single-path delay feed back (R2SDF) FFT 프로세서와 비교시 59% 감소된 게이트 수와 39% 감소된 메모리로 구현 가능함을 확인하였고, 4채널 radix-2 MDC (R2MDC) FFT 프로세서와 비교시 16.4% 감소된 게이트 수와 26.8% 감소된 메모리로 구현 가능함을 확인하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.75-81
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• 2015

본 논문에서는 고속 데이터 전송을 위한 OFDM 시스템에 적용 가능한 고속 FFT 프로세서를 제안하였다. 8개의 병렬 경로를 가지는 MDC 파이프라인 고속 FFT 프로세서를 제안한다. 제안하는 구조는 연산과 하드웨어의 최적화를 위해 radix-$2^6$ 알고리즘에 기반하고 있다. 하드웨어 복잡도를 감소시키기 위해서 상수 곱셈기와 교환기 구조를 제안하고 새로운 스케즐링 기법을 적용하였다. 제안하는 FFT 프로세서는 새로운 구조를 적용해 지연 소자와 연산 사이클의 증가 없이 복소 곱셈기 및 연산복잡도를 감소시킬 수 있다. 또한 최적화한 twiddle factor $W_{64}$ 상수 곱셈기는 기존 복소 booth 곱셈기에 비해 65%만의 하드웨어 복잡도를 보였다. 설계한 FFT 프로세서는 Verilog HDL로 모델링하여 IBM 90nm 공정으로 합성하였으며 $0.27mm^2$의 면적과 388MHz의 주파수에서 2.7 GSample/s를 보이고 있다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권4호
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• pp.53-60
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• 2011

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템의 Rayleigh fading 에 대한 내구성을 증대시키기 위하여 채용되는 2 종류의 스마트안테나 즉 귀납적인 고유공간법에 기반한 FFT(Fast Fourier Transform) 전단 스마트안테나와 Wiener 해법에 기반한 FFT 후단 스마트안테나의 가중치벡터 갱신의 수학적 모델을 정의한 후 컴퓨터 모의실험에 의거, 그 성능들을 비교 분석하였다. 장치의 복잡성의 대가로 FFT 후단 스마트안테나의 성능이 훨씬 우수함이 보여졌고 특히 다중경로의 시간지연이 OFDM 가드타임을 벗어날 경우와 강한 동일채널 간섭신호가 존재할 경우의 FFT 후단 스마트안테나 성능의 우월성이 입증되었다. FFT 후단 스마트안테나의 복잡성을 줄이기 위하여 제안된 부채널 군집형 가중치벡터 갱신 안테나와 부채널 전력 기반의 MRC(Maximum Ratio Combining) 다이버시티 안테나 기법의 성능이 전형적인 Wiener 해법에 기반한 FFT 후단 스마트안테나와 비교되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.570-576
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• 2004

본 논문에서는 고속 무선 LAN에서 사용하는 IEEE 802.11a OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)에서 주요 구성인 IFFT/FFT(Inverse Fast Fourier Transform/Fast Fourier Transform)에 대한 설계에 대해 비교하였다. 설계된 IFFT/FFT는 무선 LAN의 표준에 맞게 64 point의 FFT로 연산을 수행하며, S/P(Serial-to-Parallel)이나 P/S(Parallel-to-Serial)변환기가 필요 없는 Pipelined FFT의 구조로 설계하였다. 그 중 Radix-2 알고리즘을 이용한 R22SDF(Radix-2 Single-path Delay Feedback) 방식, R2SDF(Radix-2 Single-path Delay Feedback) 방식과 Radix-4 알고리즘을 이용한 R4SDF(Radix-4 Single-path Delay Feedback) 방식, R4SDC(Radix-4 Single-path Delay Commutator) 방식을 사용하여 비교하였다. 하드웨어 구현 시 발생하는 오차를 줄이기 위해 Butterfly 연산 후 일부 소수점을 가지고 계산하는 구조로 설계하였다. R22SDF 방식을 이용할 경우 메모리를 제외한 전체 게이트 수가 44,747 개로 다른 구조에 비해 적은 하드웨어와 낮은 오차율을 가진다.