直接旋转CORDIC算法及其高效实现

针对迭代方式运算的CORDIC(坐标旋转数字计算机)算法存在着输出延时大、运算速度慢、硬件消耗较多等问题,提出改进的CORDIC算法,将查找表法和传统CORDIC算法相融合,直接用二进制角度值的补码进行旋转计算.首先通过查找表将角度值细化,然后通过数学量化分析,根据细化后的较小角度补码,直接按其位值进行2-i角度的免缩放因子单向旋转,无须根据中间迭代结果判断次级迭代方向,有效减少迭代次数及中间数据处理时间.仿真实验结果表明:16位改进的CORDIC算法能有效输出正余弦值补码,最大时延降低37.5%,寄存器消耗节省47.5%,最高工作频率有所提高,平均误差值也有所减小.     

基于CORDIC算法的QDDS信号发生器设计

文章提出了一种采用CORDIC算法实现QDDS信号发生器的设计方法;设计采用VHDL语言描述硬件电路和CycloneⅡ系列FPGA开发平台实现,通过Synplify Pro进行优化综合和Modelsim SE验证.设计结果表明采用CORDIC算法设计的QDDS信号发生器具有运算速度高、电路规模小的特点,优于常用的查表法...     

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。     

基于小容量查找表的CORDIC算法设计

为了对流水线结构的坐标旋转数字计算(Coordinate Rotation Digital Computer,CORDIC)的实现时延和硬件资源消耗进行优化,提出一种仅基于查找表的新的实现方法,完全免除了迭代运算.该方法只需要一个较低容量的ROM表,以及对ROM表输出结果进行简单的移位运算,即可得到高精度的正弦波或余弦波输出.分别在Matlab、Modelsim以及XILINX ISE进行了理论仿真及实际验证,结果表明:这种CORDIC实现方法只需要2个时钟周期的处理延时,硬件资源消耗与其他实现方法相比也有所降低,最大工作频率也有一定提高.     

π/4单向最优迭代CORDIC算法的反正切计算

提出一种单向最优角度迭代的坐标旋转数字计算机(CORDIC)算法用于计算反正切函数值.运用角度区间折叠、选择最佳预设角和省略部分预设角等方法,将CORDIC算法的迭代范围缩小到[0,π/4],并且统一了向量旋转方向,实现了一种电路资源消耗少、迭代最短仅需1个时钟周期的电路设计.在Altera公司的QuartusⅡ平台上选取EP2C8Q208C8芯片进行仿真.实验结果表明:相比传统CORDIC算法,该算法计算所需的平均时钟周期缩短74%,硬件消耗降低18.1%,ROM减少62.5%,输出精度也有一定的改善,适用于实时性强和硬件资源有限的现代通信应用场合.     

基于CORDIC算法的改进NCO实现技术及其性能分析

介绍一种基于协调旋转数字计算机(coordinate rotation digital computer,CORDIC)算法的改进数字控制振荡器(numerical controlled oscillator,NCO)的实现方法.应用CORDIC算法替代传统正弦函数ROM查找表,可以显著减少存储量,有效提高资源利用率.分析了改进NCO方法的具体设计参数对误差性能的影响,并进行MATLAB仿真、现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)实现,得到综合后的仿真波形,结果产生高精度的输出信号,达到预定的设计要求.     

基于混合CORDIC的神经网络激活函数的实现

讨论了基于混合坐标旋转数字计算机算法设计并实现对数-S形激活函数的方法,采用超高速集成电路硬件描述语言和流水线技术构造的对数-S形函数的寄存器传输级模块在现场可编程门阵列上给予硬件实现,优化后的对数-S形函数模块结合了查找表和坐标旋转数字计算机迭代算法的特点,具有高效率、高速度、高精度等优点.实验数据表明,本设计模块计算结果的平均误差为0.05 %,最大误差为0.19 %,最大工作频率为109 MHz,满足神经网络超大规模集成电路的要求.     

异步CORDIC处理器设计与FPGA原型验证

提出了用同步电路设计工具和同步FPGA进行设计和验证异步电路原型的方法,设计并验证了一款异步坐标旋转数字处理器(CORDIC).首先设计出同步CORDIC电路,并得到关键路径延时数据,然后采用和同步类似的数据通路,用组合电路设计的异步握手控制单元取代同步电路的时钟,利用FPGA的内部进位链来匹配数据通路的延时.整个电路全部采用Xilinx公司的FPGA设计工具 ISE7.1进行设计和验证,布局布线后的仿真结果表明异步CORDIC处理器工作正确,利用同步电路设计工具,可以快速验证异步电路原型,缩短异步电路的开发周期.     

低时延CORDIC算法计算平方根电路设计研究

开平方运算广泛应用于数值分析、调制解调、图像处理等领域,而应用坐标旋转数字计算(Coordinate Rotation Digital Computer,CORDIC)进行平方根运算是一种新应用.基本CORDIC算法精度必须用迭代次数作保证,而较多的迭代次数会导致时延过大等问题,通过运用建立查找表、单向旋转、合并迭代和免除补偿因子等手段,提出一种能够免去大部分迭代运算的改进CORDIC算法用于平方根计算.相较于基本算法计算平方根,该改进算法使用了一半的时钟周期便能得到输出结果,大大减少了输出时延,而且可以达到较高的计算精度,更加适合实时性要求高的应用场合.     

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．     

Implementing kinematics computation in FPGA co-processor for a 6-DOF space manipulator

Based on the coordinate rotation digital computer(CORDIC)algorithm,the high-speed kinematicscalculation for a six degree of freedom(DOF)space manipulator is implemented in a field programmablegate array(FPGA)co-processor.A pipeline architecture is adopted to reduce the complexity and time-consumption of the kinematics calculation .The CORDIC soft-core and the CORDIC-based pipelined kine-matics calculation co-processor are described with the very-high-speed integrated circuit hardware descrip-tion langua...     

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FPGA的振动主动控制系统的设计与实现

该文以悬臂梁为研究对象,论述了利用可编程逻辑门阵列(FPGA)实现的振动主动控制系统.构建了振动主动控制物理实验系统,通过辨识得到被控系统的数学模型;并采用线性二次型Gauss(LQG)控制算法设计了控制律.讨论了控制器的硬件FPGA实现,并给出了相应的软件流程.实验结果表明:整个设计从物理实验系统的构建,到系统模型的建立,再到控制律的设计,控制器的硬件实现都是正确有效的.整个振动主动控制系统可以有效地抑制外扰引起的振动,能达到实时控制的要求.     

一种改进CORDIC算法的研究与实现

坐标变换在风力发电变流器的控制系统中应用广泛,随着系统对实时性要求不断提高,传统的方法已难以适应.在介绍基本CORDIC算法原理的基础上,提出了一种改进的CORDIC算法,该算法利用三角函数的对称性,分别对输入角度进行预处理,对迭代结果进行后处理,实现了整个周期（-π~＋π）的三角函数计算,算法采用18级流水线结构实现...     

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。