低時延—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)的計算，并且隨著社會的發(fā)展和技術(shù)的進步，人們對系統(tǒng)的計算速度要求越來越高，在一般的硬件設(shè)計方案中，各種超越函數(shù)的計算都會花費大量的時間和消耗大量的硬件資源，CORDIC算法設(shè)計非常巧妙，其將復(fù)雜的運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)的進步，CORDIC算法越來越受到重視，因為其非常容易運用現(xiàn)代硬件電路技術(shù)實現(xiàn)，極大地降低系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度。目前許多算法設(shè)計不能同時兼顧速度、

2、面積、功耗等硬件設(shè)計技術(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)分析了國內(nèi)外關(guān)于CORDIC算法的研究現(xiàn)狀，設(shè)計并改進了CORDIC算法，針對常規(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。通過壓縮ROM容量，節(jié)省了訪問ROM的時間，提高了系統(tǒng)的運算速度，同時還能夠減少系統(tǒng)的面積;通過減少模校正因子，簡化硬件的實現(xiàn)的難度，同時也

3、減少了系統(tǒng)的面積;通過去掉一些不必要的迭代，減少流水線級數(shù)，提高了系統(tǒng)的運算的速度;通過旋轉(zhuǎn)角度范圍的擴展將角度范圍覆蓋到整個周期。新的結(jié)構(gòu)在Altera公司的Cyclone系列芯片EP4CGX22CF19C6上，經(jīng)過綜合、仿真后，實驗結(jié)果表明:在一定計算精度范圍內(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延都少用了約6個時鐘周期，在不同工作頻率上系統(tǒng)的功耗最少下降了約5.