我們知道N點FFT運算可以分成LOGN2 級,每一級都有N/2個碟形。DIT FFT的基本思想是用3層循環(huán)完成全部運算(N點FFT)。
第一層循環(huán):由于N=2m需要m級計算,第一層循環(huán)對運算的級數(shù)進行控制。
第二層循環(huán):由于第L級有2L-1個蝶形因子(乘數(shù)),第二層循環(huán)根據(jù)乘數(shù)進行控制,保證對于每一個蝶形因子第三層循環(huán)要執(zhí)行一次,這樣,第三層循環(huán)在第二層循環(huán)控制下,每一級要進行2L-1次循環(huán)計算。
第三層循環(huán):由于第L級共有N/2L個群,并且同一級內不同群的乘數(shù)分布相同,當?shù)诙友h(huán)確定某一乘數(shù)后,第三層循環(huán)要將本級中每個群中具有這一乘數(shù)的蝶形計算一次,即第三層循環(huán)每執(zhí)行完一次要進行N/2L個碟形計算。
可以得出結論:在每一級中,第三層循環(huán)完成N/2L個碟形計算;第二層循環(huán)使第三層循環(huán)進行 2L-1次,因此,第二層循環(huán)完成時,共進行2L-1 *N/2L=N/2個碟形計算。實質是:第二、第三層循環(huán)完成了第L級的計算。
幾個要注意的數(shù)據(jù):
?、?在第L級中,每個碟形的兩個輸入端相距b=2L-1個點。
?、?同一乘數(shù)對應著相鄰間隔為2L個點的N/2L個碟形。
?、?第L級的2L-1個碟形因子WPN 中的P,可表示為p = j*2m-L,其中j = 0,1,2,...,(2L-1-1)。
以上對嵌入式系統(tǒng)中的FFT算法進行了分析與研究。讀者可以將其算法直接應用到自己的系統(tǒng)中,歡迎來信共同討論。(Email:xiaowanang@163.net)
附128點DIT FFT函數(shù):
/* 采樣來的數(shù)據(jù)放在dataR[ ]數(shù)組中,運算前dataI[ ]數(shù)組初始化為0 */
void FFT(float dataR[],float dataI[])
{int x0,x1,x2,x3,x4,x5,x6;
int L,j,k,b,p;
float TR,TI,temp;
/********** following code invert sequence ************/
for(i=0;i<128;i++)
{ x0=x1=x2=x3=x4=x5=x6=0;
x0=i&0x01; x1=(i/2)&0x01; x2=(i/4)&0x01; x3=(i/8)&0x01;x4=(i/16)&0x01; x5=(i/32)&0x01; x6=(i/64)&0x01;
xx=x0*64+x1*32+x2*16+x3*8+x4*4+x5*2+x6;
dataI[xx]=dataR[i];
}
for(i=0;i<128;i++)
{ dataR[i]=dataI[i]; dataI[i]=0; }
/************** following code FFT *******************/
for(L=1;L<=7;L++) { /* for(1) */
b=1; i=L-1;
while(i>0)
{b=b*2; i--;} /* b= 2^(L-1) */
for(j=0;j<=b-1;j++) /* for (2) */
{ p=1; i=7-L;
while(i>0) /* p=pow(2,7-L)*j; */
{p=p*2; i--;}
p=p*j;
for(k=j;k<128;k=k+2*b) /* for (3) */
{ TR=dataR[k]; TI=dataI[k]; temp=dataR[k+b];
dataR[k]=dataR[k]+dataR[k+b]*cos_tab[p]+dataI[k+b]*sin_tab[p];
dataI[k]=dataI[k]-dataR[k+b]*sin_tab[p]+dataI[k+b]*cos_tab[p];
dataR[k+b]=TR-dataR[k+b]*cos_tab[p]-dataI[k+b]*sin_tab[p];
dataI[k+b]=TI+temp*sin_tab[p]-dataI[k+b]*cos_tab[p];
} /* END for (3) */
} /* END for (2) */
} /* END for (1) */
for(i=0;i<32;i++){ /* 只需要32次以下的諧波進行分析 */
w[i]=sqrt(dataR[i]*dataR[i]+dataI[i]*dataI[i]);
w[i]=w[i]/64;}
w[0]=w[0]/2;
} /* END FFT */
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