• ETRI Journal
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• 제30권3호
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• pp.451-460
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• 2008

Recently, the power consumption of integrated circuits has been attracting increasing attention. Many techniques have been studied to improve the power efficiency of digital signal processing units such as fast Fourier transform (FFT) processors, which are popularly employed in both traditional research fields, such as satellite communications, and thriving consumer electronics, such as wireless communications. This paper presents solutions based on parallel architectures for high throughput and power efficient FFT cores. Different combinations of hybrid low-power techniques are exploited to reduce power consumption, such as multiplierless units which replace the complex multipliers in FFTs, low-power commutators based on an advanced interconnection, and parallel-pipelined architectures. A number of FFT cores are implemented and evaluated for their power/area performance. The results show that up to 38% and 55% power savings can be achieved by the proposed pipelined FFTs and parallel-pipelined FFTs respectively, compared to the conventional pipelined FFT processor architectures.

• 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.

• 전기전자학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.697-702
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• 2021

고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)은 다양한 응용처에서 널리 사용되는 주요 신호처리 블록이다. 일반적으로 1024 포인트 이상의 긴 FFT 처리의 경우 높은 SQNR(Signal-to-Quantization Ratio)를 유지하면서도 낮은 하드웨어 복잡도의 구현이 매우 중요하다. 본 논문에서는 낮은 복잡도의 FFT 알고리즘과 간단한 동적스케일링 기법을 제시한다. 이를 통해 2048 포인트 FFT연산에 대해서 널리 알려진 radix-2 알고리즘에 비해 곱셉기의 수를 절반으로 줄일 수 있으며, 또한 twiddle factor를 저장하기 위해 필요한 테이블의 크기를 radix-2 및 radix-2² 알고리즘에 비해 각각 35% 및 53%로 축소할 수 있다. 그리고 내부 데이터의 폭을 점진적으로 늘리지 않고서도 55dB 이상의 높은 SQNR을 달성하는 것을 확인하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.475-480
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• 2018

In OFDM-based systems, FFT is a critical component since it occupies large area and consumes more power. In this paper, we present a low hardware-cost and low power 512-point pipelined FFT design method for OFDM applications. To reduce the number of twiddle factors and to choose simple design architecture, the radix-$2^4-2^3$ algorithm are exploited. For twiddle factor multiplication, we propose a new canonical signed digit (CSD) complex multiplier design method to minimize the hardware-cost. In hardware implementation with Intel FPGA, the proposed FFT design achieves more than about 28% reduction in gate count and 18% reduction in power consumption compared to the previous approaches.

• 한국통신학회:학술대회논문집
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• 한국통신학회 2004년도 추계종합학술대회 논문 초록집
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• pp.225-225
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• 2004

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.651-652
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• 2006

In this paper, 4-way data path 128 point pipelined FFT processor with 4-way structure is proposed. The proposed FFT processor has 4-way structure in order to meet data requirement of MB-OFDM system at 132MHz operating frequency. The FFT processor is based on R4MDC and extended to suit 4-way data path. The FFT processor is designed by Verilog HDL and the gate count is about 88k.

• 한국통신학회논문지
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• 제32권10C호
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• pp.1025-1031
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• 2007

본 논문에서는 송수신 안테나가 각각 4개인 MIMO-OFDM 시스템을 위한 효율적인 FFT 프로세서 구조를 제안한다. MIMO-OFDM 시스템의 기본은 다중 데이터 패스의 전송이므로 기존의 SISO-OFDM 시스템의 FFT 프로세서를 MIMO-OFDM 시스템에 그대로 적용하면 하드웨어 복잡도가 데이터 패스의 수에 선형적으로 증가하게 된다. 따라서 MIMO-OFDM 시스템에 맞도록 저면적의 다채널 FFT 프로세서가 요구된다. 제안된 FFT 프로세서는 다채널 MDC구조를 갖기 때문에 MIMO-OFDM 시스템의 다중 데이터 패스를 효과적으로 처리할 수 있으며, mixed radix 기법을 통한 효율적인 radix 분해를 이용하여 비단순 승산의 수를 감소시켰다. 제안된 구조를 갖는 FFT 프로세서는 HDL을 사용하여 설계된 후 0.18um CMOS 셀 라이브러리를 이용하여 설계되었다. 논리합성 결과, 4채널 radix-4 Multipath Delay Commutator (R4MDC) FFT 프로세서와 비교시 약 25%의 하드웨어가 감소함을 확인하였다. FFT 프로세서는 전체 MIMO-OFDM 시스템에서 약 30% 정도를 차지하는 커다란 블록이기 때문에, 제안된 FFT프로세서는 MIMO-OFDM 시스템의 하드웨어 복잡도를 감소시키는데 큰 공헌을 할 수 있다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.270-276
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• 2018

This paper presents a low area 256-point pipelined FFT architecture, especially for IEEE 802.16a WiMAX systems. Radix-24 algorithm and single-path delay feedback (SDF) architecture are adopted in the design to reduce the complexity of twiddle factor multiplication. A new cascade canonical signed digit (CSD) complex multipliers are proposed for twiddle factor multiplication, which has lower area and less power consumption than conventional complex multipliers composed of 4 multipliers and 2 adders. Also, the proposed cascade CSD multipliers can remove look-up table for storing coefficient of twiddle factors. In hardware implementation with Cyclone 10LP FPGA, it is shown that the proposed FFT design method achieves about 62% reduction in gate count and 64% memory reduction compared with the previous schemes.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권10C호
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• pp.963-972
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• 2002

DMT 기반의 VDSL 모뎀, OFDM 방식의 DVB 모뎀 등 다중 반송파 변조 시스템에서 핵심 블록으로 사용되는 8192점 FFT/IFFT 프로세서를 설계하였다. 새로운 2단계 수렴 블록 부동점 (two-step convergent block floating-point; TS_CBFP) 스케일링 방법을 제안하여 설계에 적용하였으며, 이를 통해 FFT/IFFT 출력의 신호 대 양자화 잡음 비 (signal-to-quantization-noise ratio; SQNR)가 크게 향상되도록 하였다. 제안된 TS_CBFP 스케일링 방법은 별도의 버퍼 메모리를 사용하지 않아 기존의 방법에 비해 메모리를 약 80% 정도 감소시키며, 따라서 칩 면적과 전력소모를 크게 줄일 수 있다. 입력 10-비트, 내부 데이터와 회전인자 14-비트, 그리고 출력 16-비트로 설계된 8192점 FFT/IFFT 코어는 약 60-㏈의 SQNR 성능을 갖는다. 0.25-$\mu\textrm{m}$ CMOS 셀 라이브러리로 합성한 결과. 약 76,300 게이트와 390K 비트의 RAM, 그리고 39K 비트의 ROM으로 구현되었다. 시뮬레이션 결과, 50-MHzⓐ2.5-V로 안전하게 동작할 것으로 평가되었으며, 8192점 FFT/IFFT 연산에 약 164-$\mu\textrm{s}$가 소요될 것으로 예상된다. 설계된 코어는 Xilinx FPGA에 구현하여 정상 동작함을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.113-116
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• 2002

This paper describes a design of 8192-Point pipelined FFT/IFFT processor (PFFTSk) core for DVB-T and DMT-based VBSL modems. A novel two-step convergent block floating -point (75_CBFP) scaling method is proposed to improve the signal- to-quantization-noise ratio (SeNR) of FFT/IFFT results. Our approach reduces about 80% of memory when compared with conventional CBFP methods. The PFFTSk core, which is designed in VHDL and synthesized using 0.25-${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS library, has about 76,300 gates, 390k bits RAM, and Twiddle factor ROM of 39k bits. Simulation results show that it can safely operate up to 50-MHz clock frequency at 2.5-V supply, resulting that a 8192-point FFT/IFFT can be computed every 164-$mutextrm{s}$. The SQNR of about 60-dB is achieved.