低時(shí)延—消耗CORDIC算法及結(jié)構(gòu)的技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)都離不開超越函數(shù)的計(jì)算，并且隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)系統(tǒng)的計(jì)算速度要求越來(lái)越高，在一般的硬件設(shè)計(jì)方案中，各種超越函數(shù)的計(jì)算都會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間和消耗大量的硬件資源，CORDIC算法設(shè)計(jì)非常巧妙，其將復(fù)雜的運(yùn)算分解成一系列加法和移位操作，由于現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展和工藝技術(shù)的進(jìn)步，CORDIC算法越來(lái)越受到重視，因?yàn)槠浞浅Ｈ菀走\(yùn)用現(xiàn)代硬件電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)，極大地降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。目前許多算法設(shè)計(jì)不能同時(shí)兼顧速度、

2、面積、功耗等硬件設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)，如何在保證精度的前提下，達(dá)到速度、面積和功耗的平衡成為研究這一算法的關(guān)鍵。
　　本文詳細(xì)分析了國(guó)內(nèi)外關(guān)于CORDIC算法的研究現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)并改進(jìn)了CORDIC算法，針對(duì)常規(guī)CORDIC算法的局限性，成功解決了速度、面積、精度之間的制約關(guān)系，打破了角度覆蓋范圍的限制。通過(guò)壓縮ROM容量，節(jié)省了訪問(wèn)ROM的時(shí)間，提高了系統(tǒng)的運(yùn)算速度，同時(shí)還能夠減少系統(tǒng)的面積;通過(guò)減少模校正因子，簡(jiǎn)化硬件的實(shí)現(xiàn)的難度，同時(shí)也

3、減少了系統(tǒng)的面積;通過(guò)去掉一些不必要的迭代，減少流水線級(jí)數(shù)，提高了系統(tǒng)的運(yùn)算的速度;通過(guò)旋轉(zhuǎn)角度范圍的擴(kuò)展將角度范圍覆蓋到整個(gè)周期。新的結(jié)構(gòu)在Altera公司的Cyclone系列芯片EP4CGX22CF19C6上，經(jīng)過(guò)綜合、仿真后，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在一定計(jì)算精度范圍內(nèi)，相較于最初的算法結(jié)構(gòu)，資源消耗節(jié)省了約33.27％，最高工作頻率提高了約11.28％，在不同工作頻率上時(shí)延都少用了約6個(gè)時(shí)鐘周期，在不同工作頻率上系統(tǒng)的功耗最少下降了約5.