三角变换快速算法及其粒度可配置可重构计算架构研究

The discrete trigonometric transforms (DTTs) play a very important role in information processing. Therefore, their fast algorithms and VLSI hardwareimplementations have been hot research field. Researchers have been working on developing Cooley-Tukey FFT like fast algorithms for direct computationof the DTTs. The divide and conquer method is used in this project to develop the fast DTT algorithms using the CORDIC as the kernel function. Areconfigurable computing oriented general DTT algorithm is proposed by exploring the inner relationship between various DTTs, and combining with reconfigurable computing technology. To solve the problem of limited flexibility caused by computing granularity and low hardware resource utilization which the coarse-grained reconfigurable architecture (CGRA) faced, the computing granularity reconfigurable technology is researched and a general design method of the domain-oriented CGRA is developed. The research content of this project will provides a new research and design method for the the study of the DTTs and the design of the computing granularity reconfigurable CGRA. The research contents of this project will play a huge role in promoting practical application of DTTs, and also make greater contribution to the research of the domain-oriented CGRA computing architectures.

离散三角变换（DTT）在信息处理领域具有非常重要的地位，针对不同应用需求的DTT快速算法及其硬件架构设计一直是该领域的研究热点。研究出类Cooley-Tukey 式FFT的DTT快速算法，一直是研究者不断努力的目标。本项目拟采用分治法，提出一种以CORDIC为变换核函数的适合所有类型DTT的快速算法；探究各种DTT之间的内在关系，结合可重构设计思想，提出一种面向可重构计算的DTT通用算法；针对粗粒度可重构计算架构（CGRA）中灵活性受限于计算粒度和资源利用率低的问题，拟采用计算粒度可配置的设计思想，研究面向领域专用的粒度可配置CGRA架构设计，并提出一种通用的设计方法。项目所研究的内容将为研究DTT快速算法和粒度可配置CGRA架构设计提供新的研究方法和设计思路；将对DTT的实际应用起到巨大的推动作用；也会对我国刚刚起步的面向领域专用的CGRA计算架构的研究做出较大贡献。

离散正交变换（DOT）在数字信号理领域具有非常重要的地位，为了满足日益增长的应用需求，研究其快速算法及其计算架构具有重要意义。可重构计算的出现，为此提供了新的思路和解决路径。本项目突破传统设计思想，研究以坐标旋转计算机（CORDIC）为变换核函数的离散三角变换（DTT）快速算法，进而推广到其他DOT，揭示出了CORDIC与DOT之间的内在联系；将可重构计算技术应用到DOT计算架构中，提出了适用于任意2的幂次点的DOT可重构计算硬件实现架构的设计方法；在此基础上，将所取得的关键技术和设计经验应用到信息安全芯片中，为提高其硬件安全提供了有效的解决方案。所研究内容为数字信号处理领域提供了新的研究方法和思路，为信息安全领域芯片硬件安全设计提供了理论和技术依据，既具有理论研究的前瞻性又具有实际应用价值。