Design of application specific instruction set processors for the FFT and FHT algorithms

Ortogonal Frekans Bülmeli Coğullama birşok sayısal haberleşme sistemindeo şg c skullanılan cok taşıyıcılı bir haberleşme tekniğidir. Bu teknikte hızlı Fourierş s s gdonusumu (FFT) ve tersine hızlı Fourier donusumu (IFFT) modulleri, sayısalveri modulasyonu ve demodulasyonu icin kullanılan temel modü llerdir. Coku ştaşıyıcılı sayısal haberleşme işin kullanılabilecek bir diğer algoritma ise hızlı Hart-s s c gley dünüşumü dü r (FHT). FHT algoritması reel bir dünüşum olduğu işin, enerjio usü u u o usü gctü ketimi, silikon bü yü klü ğu ve calışma hızı bakımından FFT algoritmasına güreu u u ug ü şs odaha iyi sonuşlar verebilir. Bu tezde, FFT ve FHT algoritmaları işin Uygulamayac cüu ˙sOzgü Komut Kü meli Işlemciler sunuyoruz. Uygulamaya üzgü işlemci yüntemi,u o us ogenel amaşlı işlemcilerin sağladığı esneklik ile, uygulamaya üzgü tü mleşik de-cs g g ouu s˙svrelerin (ASIC) sağladığı verimliliği birleştirmektedir. Işlemcinin programlan-g g g sabilir olması onu esnek ve uygulamaya üzgü komutları, bellek mimarisi ve işlemou shattına (pipeline) sahip olması ise onu verimli yapmaktadır.Düşuk enerji tü keten bir işlemci tasarlamak amacıyla, FFT algoritmasınausü u sgüre daha iyi sonuş veren ünbellekli-FFT algoritmasını kullandık. Bu algoritmao c oişin, biri tek işlev uniteli, diğeri dürt işlev uniteli olmak uzere iki işlemci tasar-c s g os ü sladık. FHT algoritması işin ise ünbellekli-FHT algoritmasını geliştirdik ve biric o sFHT algoritması işin ve diğeri ünbellekli FHT algoritması işin iki işlemci tasar-c go c sladık. Bu işlemcilerin tasarımını komut kü mesi mimari dili (LISA) adı verilens ubir mimari tanımlama dili ile yaptık. Bu dil işin geliştirilmiş bir yazılım aracı;c s sLISATek işlemci tasarımcısı, tasarlanan işlemcinin yazılım geliştirme araclarınıs s s(assembler, linker, komut kü mesi simulatoru) ve HDL (Hardware DescriptionuüLanguage) kodunu otomatik olarak uretmektedir. Uretilen HDL kodunu iseüUMC 0.13 micron teknoloji kü tü phanesini kullanarak, Synopsis Design Compileruuyazılım aracı ile sentezleyerek mantık devresi seviyesinde HDL kodu elde ettik veenerji tü ketimi simulasyonları yaptık. Tasarladığımız tek işlev uniteli ünbellekli-u g s ü oFFT işlemcisi aynı metodla tasarlanmış bir FFT işemcisine güre %25 enerji tasar-s s s orafu sağlamaktadır. Dürt işlev uniteli ünbellekli-FFT işlemcisi ise %186 ya kadarg os ü o sdaha hızlı calışabilmektedir. FHT algoritması işin tasarladığımız, ünbellekli-FHTşs c g oişlemcisi ise FHT işlemcisine güre yaklaşık iki kat daha hızlı calışmaktadır.s s o s şs-Anahtar Kelimeler: Hızlı Fourier Dünüşumü, FFT, Hızlı Hartley Dünüşumü,o us ü u o us ü uüu ˙sFHT, ünbellekli FFT, ünbellekli FHT, Uygulamaya Ozgü Komut Kümeli Işlemci,o o uOrtogonal Frekans Bülmeli Coğullamao şgiv