Studio e realizzazione di un'architettura VLSI di un processore per l'implementazione dell'algoritmo FFT

Since the 5G connection standard is utilized by a rising number of devices and is evolving to meet new needs and requirements, it has become crucial to study and design new, faster, and more efficient transmitters and receivers. A fundamental role in the 5G connection is played by Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM), an encoding methodology. Since the demodulation is based on the Fourier Transform, the purpose of this thesis is to realize a processor capable of implementing FFT and DFT algorithms on variable length sequences that complies with the 5G standard criteria. In order to do so, first an analysis of the International Telecommunication Union report ITU-R M.2410-0 has been conducted to define the minimum requirements for the processor. Then, a study of the state of the art for similar devices led to the development of a VLSI architecture suitable for the application. An RTL version of the architecture has been implemented in VHDL and tested.

Poiché lo standard di connessione 5G è utilizzato da un numero sempre crescente di dispositivi e si sta evolvendo per soddisfare nuove esigenze e requisiti, è diventato fondamentale studiare e progettare nuovi trasmettitori e ricevitori più veloci ed efficienti. Un ruolo fondamentale nella connessione 5G è svolto dal multiplexing a divisione di frequenza ortogonale (OFDM), una metodologia di modulazione. Poiché la demodulazione è basata sulla trasformata di Fourier, lo scopo di questa tesi è realizzare un processore in grado di implementare algoritmi FFT e DFT su sequenze di lunghezza variabile che rispetti i criteri dello standard 5G. Per fare ciò, è stata prima condotta un'analisi del rapporto dell'Unione internazionale delle telecomunicazioni ITU-R M.2410-0 per definire i requisiti minimi per il processore. Successivamente, uno studio dello stato dell'arte per dispositivi simili ha portato allo sviluppo di un'architettura VLSI adatta all'applicazione. Una versione RTL dell'architettura è stata implementata in VHDL e testata.