FPGA를 사용한 radix-2 16 points FFT 알고리즘 가속기 구현

Abstract

최근 신호처리, 암호학 등 다양한 분야에서 FFT(Fast Fourier Transform)의 활용이 증가함에 따라 최적화 연구의 중요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 하드웨어를 사용하여 radix-2 16 points FFT 알고리즘을 기존 연구들보다 빠르고 효율적으로 처리하는 가속기 구현 연구에 대해 기술한다. FPGA가 갖는 병렬처리 및 파이프라이닝 등의 하드웨어 이점을 활용하여 PL(Programmable Logic) 파트에서 Verilog 언어를 통해 FFT Logic을 설계 및 구현한다. 이후 PL 파트에서의 처리 시간 비교를 위해 PS(Processing System) 파트에서 Zynq 프로세서만을 사용하여 구현 후, 연산 시간을 비교한다. 또한 관련 연구와의 비교를 통해 본 구현 방법의 연산 시간 및 리소스 사용의 효율성을 보인다.

The increased utilization of the FFT in signal processing, cryptography, and various other fields has highlighted the importance of optimization. In this paper, we propose the implementation of an accelerator that processes the radix-2 16 points FFT algorithm more rapidly and efficiently than FFT implementation of existing studies, using FPGA (Field Programmable Gate Array) hardware. Leveraging the hardware advantages of FPGA, such as parallel processing and pipelining, we design and implement the FFT logic in the PL (Programmable Logic) part using the Verilog language. We implement the FFT using only the Zynq processor in the PS (Processing System) part, and compare the computation times of the implementation in the PL and PS part. Additionally, we demonstrate the efficiency of our implementation in terms of computation time and resource usage, in comparison with related works.