FPGA實(shí)現(xiàn)OFDM通信

OFDM中調(diào)制使用IFFT，解調(diào)使用IFFT，在OFDM實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中，F(xiàn)FT和IFFT時(shí)必備的關(guān)鍵模塊。在使用Xilinx的7系列FPGA（KC705）實(shí)現(xiàn)OFDM系統(tǒng)時(shí)，有以下幾種選擇：

（1）在Vivado中調(diào)用官方的FFT的IP核（AXI-Stream總線）；

（2）在Vivado HLS中調(diào)用官方的FFT的IP核（內(nèi)部FFT通信AXI-Stream總線），可以自己增加外部封裝接口類型；

（3）Verilog編寫FFT，很復(fù)雜，找到了一個(gè)1024點(diǎn)的并行流水線的，但是資源耗費(fèi)太大，8192點(diǎn)時(shí)很難滿足，不采用；

（4）使用HLS用C語(yǔ)言自己編寫FFT，程序比較簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)快，但是我需要100M時(shí)鐘下跑8192點(diǎn)FFT的時(shí)鐘時(shí)序約束不夠，跑不到100M；

最后還是選擇使用HLS里面調(diào)用FFT的庫(kù)，并且根據(jù)我們的項(xiàng)目需要，對(duì)其外部輸入輸出封裝成一個(gè)AXI-Master接口，并且在Devcpp里面使用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)（不考慮延時(shí)和資源消耗等）對(duì)比結(jié)果，發(fā)現(xiàn)基本一致。

本節(jié)主要講Devcpp里的實(shí)現(xiàn)結(jié)果。

1.定義計(jì)算點(diǎn)數(shù)和復(fù)數(shù)類型

2.計(jì)算

（1）初始化蝶形因子；

（2）比特反轉(zhuǎn)，變址運(yùn)算；

（3）FFT蝶形循環(huán)計(jì)算；

（4）計(jì)算功率，輸出結(jié)果；

3.結(jié)果驗(yàn)證

以100Hz的sin函數(shù)作為輸入信號(hào)，幅值-1~1，輸出功率最大值在p[100]，趨近于1。

4.計(jì)算IFFT

（1）將輸入的復(fù)數(shù)取共軛；

（2）調(diào)用FFT；

（3）對(duì)輸出的數(shù)據(jù)取共軛；

完成。

最初始的sin信號(hào)如下：

經(jīng)過(guò)FFT之后，對(duì)結(jié)果取共軛，并且縮小N點(diǎn)（8192）倍，再次調(diào)用FFT，對(duì)輸出取共軛，得到IFFT結(jié)果如下：