指数函数CORDIC算法的FPGA定点化技术

CORDIC算法广泛应用于多种超越函数求值,但其通用迭代算法难以用现场可编程门阵列(FPGA)计算宽范围定义域指数函数求解.为此,文中提出一种FPGA定点化技术,通过收敛域扩张与迭代结构优化实现CORDIC算法的指数函数求值器.首先,应用区间压缩方法实现指数函数CORDIC算法的收敛域扩张;其次,对CORDIC算法的迭代结构进行优化;最后,通过对指数函数求值器的仿真分析与FPGA实现,采用15级流水线结构,用双曲系统CORDIC算法求解指数函数,实现指数函数CORDIC算法的收敛域扩张.仿真与实验表明:相比于通用CORDIC算法,所提算法的迭代模式节省约1/3硬件资源,少至2个乘法单元,使收敛域由[-1.1182,1.1182]扩张到[-6,6],运算结果相对误差达10-3.     

CORDIC算法在基于FPGA的数字信号处理中的应用

本文对CORDIC算法的原理,算法模式的扩展,算法的性能及VLSI结构进行了阐述和探讨,并对CORDIC算法可实现的功能进行了分析。最后进行了基于CORDIC算法NCO设计。     

CORDIC在基于FPGA的神经网络设计中的应用

在基于FPGA的神经网络设计中,提出一种采用直接坐标旋转数字计算机(CORDIC)算法计算神经元激励函数ex的方法,依靠移位和求和能够实现快速、精确的指数函数计算,较查表法和间接CORDIC算法既节省了大量片内资源,又提高了计算速度和精度.利用Xilinx公司ISE开发工具进行仿真实验,结果表明直接CORDIC算法的计算速度是间接CORDIC算法的14倍,证明了该算法计算指数函数的快速性与精确性.     

CORDIC算法的优化及实现

为提高坐标旋转数字计算(CORDIC)算法的精度并降低硬件资源消耗,对CORDIC算法收敛性以及旋转序列的选取进行了研究.针对圆周系统下CORDIC算法的角度覆盖范围、硬件资源和运算精度等问题提出了进一步的优化措施.利用经过优化后的CORDIC算法,在FPGA中实现了流水线结构的正余弦函数和反正切函数,并把运算精度与硬件资源消耗与Xilinx IP核进行了比较.比较结果表明该优化算法在提高运算精度的同时能够有效降低硬件资源消耗.      

CORDIC算法的优化及其硬件实现

针对采用流水结构实现CORDIC算法时存在的不足,从旋转角度范围、旋转角度精度的调整,模校正因子的分解3个方面进行了详细的分析和讨论,并给出了相应的优化设计和改进措施．实现了基于FPGA的CORDIC算法全流水结构,最后用CORDIC算法实现信号发生器加以验证．     

基于CORDIC改进算法的高速DDS电路设计

实现了一种改进的CORDIC算法,其迭代方向由输入角二进制表示时的各位位值直接确定,避免了CORDIC基本算法中迭代方向需由剩余角度计算结果决定的不足,提高了CORDIC算法的运行速度,并且基于这种改进的CORDIC算法和并行流水结构,完成了一种高速直接数字频率合成(DDS)数字核心电路设计.该电路在Jazz公司0.35 πm工艺(ri35sy101库)条件下达到1 GHz的工作频率,具有参数灵活可调特征,可作为IP应用于AD9858和AD9910等高端DDS芯片.     

基于CORDIC算法的FPGA实现

在介绍传统的直接数字频率合成(DDS)技术和坐标旋转数字计算机(CORDIC)算法原理的基础上,就如何选择CORDIC算法的参数进行分析,并给出了推导过程。设计了一种基于高速并行流水线结构CORDIC算法的正弦信号发生器,在QuartusⅡ和Modelsim平台上综合和仿真表明,时钟频率可达205 MHz,误差在10-5数量级。给出了FPGA设计的具体过程,软件仿真结果和硬件应用结果。     

低复杂度的改进型CORDIC优化算法研究

CORDIC算法在电子、通信领域有着广泛的应用.传统CORDIC算法需要通过乘法器和查找表才能实现多种超越函数的计算,这会导致硬件电路实现复杂,运算速度降低,此外它能够计算的角度范围也有限.针对传统CORDIC算法的缺陷,提出一种改进型CORDIC优化算法,它不需要模校正因子和查找表,只需通过简单的移位和加减运算就能实现多种超越函数的计算,从而能够减少硬件资源,提高运算性能,并通过区域变换使得该算法能够适用于所有的旋转角度.误差分析表明该算法具有很小的误差.     

基于FPGA的CORDIC算法研究

CORDIC（TheCoordinateRotationalDigitalComputer）算法是将复杂的数学函数化成简单的加法和移位操作,因此被广泛应用到数字信号处理算法的硬件实现中。基于CORDIC算法的流水线型的正／余弦运算电路具有精度高、误差小、电路结构简单等特点。     

基于CORDIC算法的乘法器的VLSI实现

提出了满足大整数相乘的CORDIC算法的改进措施,给出了改进后算法的VLSI结构及其VHDL代码的仿真时序,与理论计算结果相比较,修正后的CORDIC算法的大整数乘积运算结果与理论计算结果基本一致,可以满足数字系统设计中对大整数相乘设计要求.     

定点CORDIC算法的误差控制

通过对CORD IC算法误差原因的分析,提出了一种降低定点算法误差累积的方法,从而可以使算法误差不随迭代深度增加而增加,进而得到更精确的函数值。文章首先分析了CORD IC算法的基本原理,依据此原理给出了典型CORD IC算法的基本结构,该结构可以用来有效计算超越函数的值;随即针对坐标转换时的误差累积效应以及误差较大的问题,给出了相应的误差分析以及修正的算法结构。FPGA仿真及实验结果表明,在不大幅牺牲速度的情况下,增加少量资源,可以在一定程度内控制算法的误差。     

软件无线电中调频波形的正交解调

为了满足软件无线电电台中通用波形库的设计要求,研究了软件无线电中FM波形的数字化解调,分析了用坐标旋转数字计算机(CORD IC)算法,计算FM基带解析信号相位的过程。给出了FM正交解调结构,即在统一的中频数字化硬件平台上,与单边带、调幅等波形一起在基带完成正交解调。在此基础上,提出了一种采用相位校正的差分鉴频方法,并针对DSP实现形式对CORD IC算法进行了改进。该算法与传统的非相干解调方式相比,在灵活性和可靠性方面有了较大的增强。     

基于FPGA的数控振荡器的设计与实现

介绍一种利用矢量旋转的CORDIC(COordination Rotation DIgital Computer)算法实现正交数字混频器中的数控振荡器(NCO)的方法.推导了CORDIC算法产生正余弦信号的实现过程,给出了在FPGA中设计数控振荡器的顶层电路结构,并根据算法特点在设计中引入流水线结构设计.     

旋转变压器的数字解码算法研究

提出了利用坐标旋转数字计算（coordinate rotation digital computer,CORDIC）算法进行角度解码的方法。利用流水线的思想实现了高速CORDIC算法,并利用仿真数据说明了用软件的方法可以降低在过零点采样引入的误差。编制了用于联合仿真的图形操作界面,便于仿真操作。综合的结果表明CORDIC算法的实现只消耗很少的逻辑资源,在一般的FPGA（现场可编程门阵列）器件中就能实现。仿真结果表明算法的最大角度解码误差为0．0135°,具有较高的精度。     

基于CORDIC算法的QDDS设计及其FPGA实现

设计了一种基于CORDIC算法的正交输出直接数学频率合成器(QDDS),并在ALTERA FLEX10K 系列FPGA上予以实现.该结构包括流水线32位相位累加器和16位CORDIC旋转器.系统的时钟频率20M Hz,频率切换器时为一个时钟,建立时间为20个时钟,频率为0.004 656 Hz,输出信号的频率为DC到8M Hz.     

基于CORDIC矩阵奇异值分解的FPGA实现

在矩阵的奇异值分解(singular value decomposition,SVD)过程中,随着矩阵维数的增加,SVD的计算量呈指数型增长,从而降低了算法运行的实时性。针对这个问题,基于Hestenes-Jacobi数值计算方法,提出了一种改进的基于坐标旋转数字计算机(coordinate rotation digital computer,CORDIC)的逻辑设计,该逻辑设计采用并行的全流水线设计思想,能够提高Jacobi平面旋转变换的运行速度,进而加快任意维矩阵奇异值分解的计算速度。分析了基于Hestenes-Jacobi方法的SVD的数值计算过程,介绍了CORDIC算法的基本原理,并具体说明了基于CORDIC算法的Jacobi平面旋转模块的设计,利用Verilog语言实现设计并验证,在现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)上运行该逻辑设计单元,与Matlab软件的运行结果进行对比。实验测试结果表明,该结构能够减少计算时间,适应高速数据处理的要求。     

基于CORDIC算法的高斯随机噪声实时产生研究

该文提出了一种基于坐标旋转数字计算机（CORDIC）算法实时产生高斯随机噪声的硬件实现方法。运用变换抽样法处理均匀分布随机序列,实时产生一对独立的高斯噪声序列,处理过程中用到的对数、开方、三角函数等超越代数计算利用CORDIC算法,构建运算功能单元在超大规模集成电路上实现。硬件仿真结果表明,这种方法生成的高斯噪声精度高,误差小,性能稳定,硬件速度可达到90MHz以上,适用于高速信号处理领域。