module FFT (
input wire clk, // 时钟信号
input wire rst, // 复位信号
input wire [15:0] x_real [0:7], // 实部输入信号
input wire [15:0] x_imag [0:7], // 虚部输入信号
output reg [15:0] y_real [0:7], // 实部输出信号
output reg [15:0] y_imag [0:7] // 虚部输出信号
);
reg [15:0] twiddle_real [0:7]; // Twiddle因子实部
reg [15:0] twiddle_imag [0:7]; // Twiddle因子虚部
// 初始化Twiddle因子
initial begin
// 以8点FFT为例,Twiddle因子是根号单位矩阵的旋转因子
// 这里假设输入信号是16位宽
twiddle_real[0] = 16'h1; twiddle_imag[0] = 16'h0;
twiddle_real[1] = 16'hC; twiddle_imag[1] = 16'hC;
twiddle_real[2] = 16'hA; twiddle_imag[2] = 16'h6;
twiddle_real[3] = 16'h6; twiddle_imag[3] = 16'hA;
twiddle_real[4] = 16'h0; twiddle_imag[4] = 16'h1;
twiddle_real[5] = 16'h6; twiddle_imag[5] = 16'hA;
twiddle_real[6] = 16'hC; twiddle_imag[6] = 16'hC;
twiddle_real[7] = 16'h1; twiddle_imag[7] = 16'h0;
end
// FFT计算
always @(posedge clk or posedge rst) begin
if (rst) begin
// 复位操作
y_real <= 16'b0;
y_imag <= 16'b0;
end else begin
// FFT运算
for (int i = 0; i < 8; i = i + 1) begin
reg [15:0] temp_real;
reg [15:0] temp_imag;
temp_real = x_real[i] * twiddle_real[i] - x_imag[i] * twiddle_imag[i];
temp_imag = x_real[i] * twiddle_imag[i] + x_imag[i] * twiddle_real[i];
y_real[i] <= temp_real;
y_imag[i] <= temp_imag;
end
end
end
endmodule
请注意,这只是一个非常简化的FFT设计示例,实际中需要考虑到FFT算法的复杂性和性能要求。对于更高性能和更大规模的FFT,可能需要采用专门优化的算法,如Cooley-Tukey算法,并使用硬件描述语言(Verilog或VHDL)更详细地描述模块内部的运算。FFT的设计通常需要深入理解FFT算法的原理以及硬件描述语言的知识。
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