专利名称：一种gps接收机专用32点fft变换芯片结构及实现方法
技术领域：
本发明涉及GPS导航定位技术领域，具体涉及一种GPS接收机专用32点FFT变换芯片结构及实现方法。
背景技术：
GPS (全球定位系统)是用于在全球范围内进行实时定位、导航的系统，而进行定位、导航的基础是接收设备终端(接收机)实现对GPS信号的精准捕捉，是指要在一定的时间内快速搜索到准确的频点和伪码相位。一般情况下对频率的搜索范围为-8K +8K，对相位的搜索为1023个码片，频率的搜索步长和码片相位的搜索步长分别为500Hz和O. 5码片，但是由于GPS卫星与接收设备终端(接收机)之间存在相对运动的情况，即存在多普勒效应，这就直接导致接收的频率信号存在不确定性。目前，常用的2种搜索方式为1、在频率和伪码相位组成的二维搜索范围内进行线性搜索，这种方法在实现起来相对简单，但是由于它每次只搜索一个搜索单元而不是一组搜索单元，而这些搜索单元的数目是相当大的，因而它的搜索速度比较慢。2、利用FFT分别实现对频率和相位的并行搜索，从而减少信号捕获所需的计算量，加快信号的搜索速度。但是进行FFT搜索时，选择多少个点进行运算以及如何优化硬件设计减少FFT中数据运算量则是比较关键的问题，这对减少芯片硬件资源和加快信号捕捉时间是十分重要的。因此，基于上述问题，本发明提供一种GPS接收机专用32点FFT变换芯片结构及及实现方法。
发明内容
发明目的本发明提供一种GPS接收机专用32点FFT变换芯片结构及实现方法，满足GPS接收机在进行定位和导航前对GPS信号频率的精准捕捉目的。技术方案本发明的一方面提供一种GPS接收机专用32点FFT变换芯片结构，包括旋转因子存储单元和32点基-2FFT运算单元，旋转因子存储单元连接32点基-2FFT运算单元，其中32点基-2FFT运算单元为五级流水线处理装置，包括五级FFT基-2处理模块和5个单级流水线结构,5个单级流水线结构分别单独连接第一级至第五级FFT基-2处理模块；所述单级流水线结构包括2片RAM，采用乒乓结构，分别读取前级数据和存储FFT运算后的数据；本发明的另一方面提供一种一种GPS接收机专用32点FFT变换芯片实现方法，该实现方法包括以下步骤步骤1、32点基-2FFT运算单元读取输入数据。步骤2、32点基-2FFT运算单元调用旋转因子存储单元存储的旋转因子进行FFT运算。
步骤3、32点基-2FFT运算单元将数据信息运算结果采用二进制倒序的方式输出。所述步骤2中，存储单元存储计算简化的基-2FFT运算单元中每级运算对应所需的旋转因子，其中
权利要求
1.一种GPS接收机专用32点FFT变换芯片结构，其特征在于包括旋转因子存储单元和32点基-2FFT运算单元，旋转因子存储单元连接32点基-2FFT运算单元，其中32点基-2FFT运算单元为五级流水线处理装置，包括五级FFT基-2处理模块和5个单级流水线结构，5个单级流水线结构分别单独连接第一级至第五级FFT基-2处理模块。
2.根据权利要求1所述的GPS接收机专用32点FFT变换芯片结构，其特征在于所述单级流水线结构包括2片RAM，采用乒乓结构，分别读取前级数据和存储FFT运算后的数据。
3.—种GPS接收机专用32点FFT变换芯片的实现方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤1、32点基-2FFT运算单元读取输入数据； 步骤2、32点基-2FFT运算单元调用旋转因子存储单元存储的旋转因子进行FFT运算； 步骤3、32点基-2FFT运算单元将数据信息运算结果采用二进制倒序的方式输出。
4.根据权利要求2所述的GPS接收机专用32点FFT变换芯片的实现方法，其特征在于 所述步骤2中，存储单元存储计算简化的基-2FFT运算单元中每级运算对应所需的旋转因子，其中
5.根据权利要求2所述的GPS接收机专用32点FFT变换芯片的实现方法，其特征在于 所述步骤2中，五级FFT基-2处理模块对所输入的数据信息进行FFT运算操作，其中五级FFT基-2处理模块和单级流水线结构依次对所输入的数据信息进行基-2FFT运算中5次蝶形运算，单级流水线结构通过状态机显示4个状态，IDLE、LOAD、FFT和DONE，其中IDLE状态表示此级流水线处于空闲状态，LOAD状态表示此级流水线从前级结构装载数据，FFT状态表示此级进行相应的FFT运算，DONE状态表示此级数据处理完成，每次状态的转变都是在满足相应的控制信号条件下进行的，如状态机目前工作在IDLE状态，如果控制条件有效就进入下一个状态LOAD，否则状态机仍保持在IDLE状态；第一级蝶形运算为接收前级数据data和 接收后级的读使能信号Read_en，第二级至第五级的信号连接为接收前级数据处理完成信号Done、向前级发送读使能信号Read_en以及接收前级的数据data,向后级发送处理完成信号Done、数据data、接收后级的读使能信号Read_en。
全文摘要
本发明公开了一种GPS接收机专用32点FFT变换芯片结构及实现方法。该32点FFT变换芯片结构包括旋转因子存储单元和32点基-2FFT运算单元，旋转因子存储单元连接32点基-2FFT运算单元；32点基-2FFT运算单元为五级流水线处理装置包括五级FFT基-2处理模块和5个单级流水线结构，5个单级流水线结构分别单独连接第一级至第五级FFT基-2处理模块。32点基-2FFT运算单元读取输入数据，其中32点基-2FFT运算单元调用旋转因子进行FFT运算，以二进制倒序的方式输出数据信息。本发明提高了GPS信号接收机硬件执行的效率，从而提高了芯片工作频率，实现了GPS接收机在进行定位和导航前对GPS信号频率的精准捕捉。
文档编号G01S19/37GK103020016SQ20121057544
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者戚隆宁, 杨胜远, 王镇, 卢培, 牛玉祥, 虞海宇, 蔡伟 申请人:东南大学