一种CORDIC协处理器核的设计与实现

航天导航计算机、数管系统需要进行大量实时数学运算,而目前绝大多数CPU缺乏对三角函数及超越函数的硬件支持。纯软件实现这些基本函数会占用大量的CPU资源。针对这一情况提出了一种基于CORDIC算法的协处理器核。该核可以提供向量旋转、常用三角函数以及exp、sqrt、ln运算,并且其精度可以进行配置。并且该协处理器通过降低与CPU的交互复杂度,提高了其实时性。该IP核可以较容易地集成进航天电子系统常用的FPGA中,具有高运行频率和低资源占用率,可以被广泛地应用于有高计算需求的嵌入式中,具有较高的工程价值。     

CORDIC算法基本原理研究

函数的FPGA实现通常都是基于查表的方法,为了达到高精度要求,常常需要耗费大量的ROM资源去建立庞大的查找表。文中探讨了的CORDIC算法与其基本原理,可有效地节省FPGA的硬件资源,提高运算速度。     

免缩放因子双步旋转CORDIC算法

集成电路设计中经常使用CORDIC算法实现高效的向量旋转操作.当前对该算法的研究热点集中在减少该算法的迭代次数、扩展其收敛范围以及降低缩放因子补偿操作的代价等问题上.本文提出免缩放因子的双步旋转CORDIC算法使用双步旋转策略,减少了免缩放因子CORDIC算法的迭代次数,将收敛区间扩展到了整个圆周区间.实验结果表明,该算法保持高计算精度的同时减少了迭代次数和面积消耗.     

基于折叠变换的CORDIC算法实现

在现代数字信号处理领域中,CORDIC算法是一种重要的数学计算方法。该算法采用一种迭代的方式,运算简便,被广泛应用于乘除法、开方以及一些三角函数运算当中。但CORDIC算法需要较高的迭代级数以保证运算精度,在进行FPGA实现时仍然会消耗较多的硬件逻辑资源。为进一步减少CORDIC算法实现时的资源消耗,设计并实现了一种基于折叠变换的CORDIC算法。相比传统的流水结构CORDIC算法,该折叠结构的CORDIC算法消耗的硬件资源大大减少。文中给出了这一方法的实现结构,并给出了仿真结果。     

GPS载波跟踪环设计

本文实现了一种基于科斯塔回路(Costa)的GPS载波跟踪环硬件设计。该设计首先采用数字混频器使中频信号与GPS本地数字频率合成器产成的同相和正交信号进行混频,然后经过低通滤波器滤除高频分量,再通过基于CORDIC算法的反正切电路计算出频率偏差。最后用频率偏差去修正本地数字频率合成器的输出频率,以达到消除多普勒频移,跟踪载波频率相位的目的。文中详细介绍了各个模块的设计思路以及实现,并进行了仿真。仿真结果表明,该设计具有良好的实时性和精确度。     

一种新的流水线CORDIC的结构

目的设计ＣＯＲＤＩＣ（坐标旋转数字计算机）算法专用芯片,满足雷达信号高速坐标变换的要求．方法提出一种新的流水线ＣＯＲＤＩＣ结构,简单的移位和加减法运算以及各个流水单元结构的相似性极适合于ＶＬＳＩ实现．结果与结论用ＦＰＧＡ实现硬件仿真,仿真结果表明该ＡＳＩＣ的性能达到预期要求．     

基于CORDIC算法的单频激光干涉信号处理系统半波长误差分析与消除

为了满足纳米级分辨率和高速处理,设计了基于CORDIC算法的激光干涉信号处理系统。研究发现信号处理系统存在半波长大小的粗大误差。对该半波长误差的特点与形成机理进行了研究,研究表明该半波长误差的根源为小数相位测量存在一定的误差区间,在干涉信号相位零点附近,该误差区间导致小数相位处于［2π^-,0⁺］,具有不确定性;与整数相位结合时,可能产生半波长误差。在对半波长误差深入研究的基础上,给出修正表,提出了基于CORDIC算法相位补偿技术,以消除半波长粗大误差对激光干涉测量系统的影响。实验结果表明:在信号处理系统中,该相位补偿技术能够有效地消除半波长粗大误差,由CORDIC算法引入的总量化误差小于±0.05nm。