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基于Verilog的CORDIC三角函数算法实现

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简介:
本论文探讨了利用Verilog硬件描述语言实现CORDIC算法以计算三角函数的方法,旨在为FPGA设计提供高效解决方案。 FPGA计算三角函数时,查表法速度快但消耗大量RAM资源;CORDIC算法则不需要RAM资源,但是需要较长的流水线延迟才能得到结果。这个原创程序结合了查表法与CORDIC两种方法:先通过查表获取粗略值,再利用CORDIC迭代提高精度。

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  • VerilogCORDIC
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    本论文探讨了利用Verilog硬件描述语言实现CORDIC算法以计算三角函数的方法,旨在为FPGA设计提供高效解决方案。 FPGA计算三角函数时,查表法速度快但消耗大量RAM资源;CORDIC算法则不需要RAM资源,但是需要较长的流水线延迟才能得到结果。这个原创程序结合了查表法与CORDIC两种方法:先通过查表获取粗略值,再利用CORDIC迭代提高精度。
  • Cordic双曲Verilog
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    本研究探讨了利用CORDIC算法在Verilog硬件描述语言中高效实现双曲函数计算的方法,旨在提高计算精度和速度。 该代码实现了基于Cordic算法的双曲函数计算,并使用硬件描述语言Verilog编写。此外,还与ISE自带的Cordic算法IP核进行了比较测试,可以使用ISE自带的Isim软件进行仿真。
  • VerilogPipelined Cordic
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    本项目采用Verilog语言实现了流水线CORDIC算法,优化了计算过程中的硬件资源利用率和运算速度,适用于高性能信号处理系统。 该设计包含两种模式:1) 旋转模式,能够根据输入的角度对向量进行旋转;2) 向量模式,用于计算输入向量的相位。 采用了pile-line结构来降低FPGA在时间上的要求,并且pipeline的数量以及每级pipe的stage数量均可通过参数配置调整。此设计已经在芯片中实现并投入量产,特别适用于通信领域的信号处理。
  • CORDICFPGA
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    本研究采用CORDIC算法在FPGA上高效实现了指数函数计算,旨在提供一种低资源消耗、高精度的硬件解决方案。 文章首先介绍了CORDIC算法双曲系统的原理及其计算模式,并对CORDIC内核及前处理单元进行了详细分析。关键词包括坐标旋转数字计算方法、指数函数以及流水线技术。
  • Cordic入门指南
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    本指南详细介绍了Cordic算法的基本原理及其在三角函数计算中的应用,适合初学者快速掌握其实现方法与优化技巧。 CORDIC算法是一种快速计算三角函数值的算法,适用于sin、cos、sinh、cosh等功能。该算法由J. Volder在1959年提出,并于1974年由J. Walther改进。其特点在于仅使用移位和加减运算,无需浮点运算,因此非常适合简单设备上的实现。 CORDIC算法的原理是通过坐标旋转来计算三角函数值。例如,在求解atan(y/x)时,可以将坐标(x, y)旋转特定角度直到纵坐标的数值变为0,此时所经历的角度即为θ。这一过程可以用矩阵形式表示出来。 相较于其他方法,CORDIC算法的优点在于它可以在缺乏硬件乘法器的设备上实现,如单片机等,并且在没有浮点运算指令的嵌入式平台上同样适用。 CORDIC算法可以通过C语言来编程实现。以下是计算atan(y/x)值的一个简单示例: ```c #include #include double my_atan2(double x, double y); int main(void){ double z = my_atan2(100.0, 200.0); printf(z = %f\n, z); return 0; } double my_atan2(double x, double y){ const double sine[] = {0.7071067811865, // 具体代码实现省略 ... } ``` 在这个例子中,`my_atan2`函数用于计算atan(y/x)的值,并使用CORDIC算法。该函数将结果返回给主程序。 总之,CORDIC算法在实际应用中的优势在于能够快速且准确地计算三角函数值,在简单设备上也能高效运行。因此它特别适用于嵌入式软件开发领域,尤其是在那些不具备浮点运算指令的平台上。
  • VerilogCORDIC及测试
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    本文介绍了CORDIC算法在FPGA上的Verilog语言实现方法,并详细描述了该算法的测试基准设计和验证过程。 用Verilog实现CORDIC功能比Xilinx提供的更完善。采用全并行结构,可以计算正弦和余弦函数。
  • CORDIC与切比雪夫逼近、反及指应用
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    本文探讨了CORDIC算法和切比雪夫逼近算法在计算三角函数、反三角函数以及指数函数中的应用,通过比较分析展示了它们各自的优点和适用场景。 本段落基于FPGA实现三角函数(包括正弦、余弦)、反三角函数以及指数函数的计算,并采用了CORDIC算法与切比雪夫逼近算法进行比较,在迭代次数达到误差精度10^-6的情况下进行了分析。具体而言,建立了已知角度θ求解sinθ和cosθ的数学模型;对于已知弧度θ的情况,则分别构建了求解arctanθ、tanθ以及arcsinθ的数学模型。此外,还针对给定指数a的情形设计了计算e^a的数学方法。
  • CORDICVerilog
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    本文探讨了CORDIC算法在Verilog硬件描述语言中的实现方法,详细介绍了CORDIC算法的基本原理及其在FPGA设计中的应用,并提供了具体的Verilog代码示例。 基于FPGA的CORDIC算法程序可以输出IQ信号的幅度及相位。该系统的精度较高,相位精度为2/9000,幅度精度为1/1000。其中伴随项扩大了100倍,而幅度则放大了1.6倍。
  • FPGACORDIC-使用Vivado和Verilog
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    本项目采用Verilog硬件描述语言,在Xilinx Vivado平台上实现了CORDIC算法的FPGA设计与仿真验证。 基于FPGA的CORDIC算法实现使用Vivado2018开发环境,并用Verilog语言编写代码。项目包含测试文件(TB文件),已经在ModelSim中仿真通过。
  • CORDICNCO在Matlab和Verilog
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    本文介绍了利用CORDIC算法在Matlab和Verilog环境中对数字控制振荡器(NCO)的设计与实现方法,并分析了其性能。 基于CORDIC算法的NCO( numerically controlled oscillator),包括MATLAB代码以及Verilog代码与相关原理,亲测可用。