超低时延免迭代CORDIC算法
发布时间：2020-03-20 19:22
【摘要】：针对流水线结构实现的坐标旋转数字计算机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、硬件资源消耗过多等问题,通过综合运用角度二极化重编码、角度区间折叠、合并迭代和优化查找表等原理,提出一种能够免去迭代运算的坐标旋转数字计算机实现算法.仿真实验结果表明,跟其他实现算法相比,该坐标旋转数字计算机算法只需要两个时钟周期便能得到输出结果,在硬件消耗和输出精度上也有一定改善,更适合高速、实时的应用场合.
【图文】：
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｘｄｘｂ．ｎｅｔ图４不同输出位宽时３种算法对比代算法计算精度处于基础算法和三阶段实现算法之间，并随着输出位宽的增加逐渐接近三阶段算法，在输出位宽２０ｂｉｔ以上时，基本与三阶段实现算法精度相当．图５给出输出位宽为１６ｂｉｔ时３种算法详细的误差仿真结果．在图５中以２－１５角度分辨率遍历［０，π／２］得到余弦值绝对误差，可以看出，免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法、三阶段ＣＯＲＤＩＣ算法和基础ＣＯＲＤＩＣ算法最大误差分别为０．０００１９１７、０．０００１１９５和０．０００３４３５．将所有误差值取绝对值后，进行算术平均得到平均误差，如表３中输出位宽为１６ｂｉｔ时的数据．可见，免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法对比三阶段ＣＯＲＤＩＣ算法精度相差不大，而相比基础ＣＯＲＤＩＣ算法，则使精度提高了１个数量级．图５输出位宽为１６ｂｉｔ时绝对误差对比图４结束语文中阐述了一种免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法实现原理，，重构旋转模式下的ＣＯＲＤＩＣ算法．该实现算法将角度区间折叠、角度二极化重编码、查找表、合并迭代等方法进行了结合．用ＭＡＴＬＡＢ对该算法和其他不同算法进行了性能比较和分析，还在ＸＩＬＩＮＸ公司的ｘｃ７ｋ３２５ｔ－２ｆｆｇ９００型号ＦＰＧＡ对新算法进行了具体实现．结果表明，免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法计算时延大大减少，在硬件资源消耗和计算精度方面也有所提高．这种实现方法在实时性强、精度要求高、硬件资源受限的现代通信系统设计中具有一定优势．参考文献：［１］ＳＨＵＫＬＡＲ，ＲＡＹＫＣ．ＬｏｗＬ
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｘｄｘｂ．ｎｅｔ图４不同输出位宽时３种算法对比代算法计算精度处于基础算法和三阶段实现算法之间，并随着输出位宽的增加逐渐接近三阶段算法，在输出位宽２０ｂｉｔ以上时，基本与三阶段实现算法精度相当．图５给出输出位宽为１６ｂｉｔ时３种算法详细的误差仿真结果．在图５中以２－１５角度分辨率遍历［０，π／２］得到余弦值绝对误差，可以看出，免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法、三阶段ＣＯＲＤＩＣ算法和基础ＣＯＲＤＩＣ算法最大误差分别为０．０００１９１７、０．０００１１９５和０．０００３４３５．将所有误差值取绝对值后，进行算术平均得到平均误差，如表３中输出位宽为１６ｂｉｔ时的数据．可见，免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法对比三阶段ＣＯＲＤＩＣ算法精度相差不大，而相比基础ＣＯＲＤＩＣ算法，则使精度提高了１个数量级．图５输出位宽为１６ｂｉｔ时绝对误差对比图４结束语文中阐述了一种免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法实现原理，重构旋转模式下的ＣＯＲＤＩＣ算法．该实现算法将角度区间折叠、角度二极化重编码、查找表、合并迭代等方法进行了结合．用ＭＡＴＬＡＢ对该算法和其他不同算法进行了性能比较和分析，还在ＸＩＬＩＮＸ公司的ｘｃ７ｋ３２５ｔ－２ｆｆｇ９００型号ＦＰＧＡ对新算法进行了具体实现．结果表明，免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法计算时延大大减少，在硬件资源消耗和计算精度方面也有所提高．这种实现方法在实时性强、精度要求高、硬件资源受限的现代通信系统设计中具有一定优势．参考文献：［１］ＳＨＵＫＬＡＲ，ＲＡＹＫＣ．ＬｏｗＬ
本文编号：2592077
【图文】：
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｘｄｘｂ．ｎｅｔ图４不同输出位宽时３种算法对比代算法计算精度处于基础算法和三阶段实现算法之间，并随着输出位宽的增加逐渐接近三阶段算法，在输出位宽２０ｂｉｔ以上时，基本与三阶段实现算法精度相当．图５给出输出位宽为１６ｂｉｔ时３种算法详细的误差仿真结果．在图５中以２－１５角度分辨率遍历［０，π／２］得到余弦值绝对误差，可以看出，免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法、三阶段ＣＯＲＤＩＣ算法和基础ＣＯＲＤＩＣ算法最大误差分别为０．０００１９１７、０．０００１１９５和０．０００３４３５．将所有误差值取绝对值后，进行算术平均得到平均误差，如表３中输出位宽为１６ｂｉｔ时的数据．可见，免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法对比三阶段ＣＯＲＤＩＣ算法精度相差不大，而相比基础ＣＯＲＤＩＣ算法，则使精度提高了１个数量级．图５输出位宽为１６ｂｉｔ时绝对误差对比图４结束语文中阐述了一种免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法实现原理，，重构旋转模式下的ＣＯＲＤＩＣ算法．该实现算法将角度区间折叠、角度二极化重编码、查找表、合并迭代等方法进行了结合．用ＭＡＴＬＡＢ对该算法和其他不同算法进行了性能比较和分析，还在ＸＩＬＩＮＸ公司的ｘｃ７ｋ３２５ｔ－２ｆｆｇ９００型号ＦＰＧＡ对新算法进行了具体实现．结果表明，免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法计算时延大大减少，在硬件资源消耗和计算精度方面也有所提高．这种实现方法在实时性强、精度要求高、硬件资源受限的现代通信系统设计中具有一定优势．参考文献：［１］ＳＨＵＫＬＡＲ，ＲＡＹＫＣ．ＬｏｗＬ
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｘｄｘｂ．ｎｅｔ图４不同输出位宽时３种算法对比代算法计算精度处于基础算法和三阶段实现算法之间，并随着输出位宽的增加逐渐接近三阶段算法，在输出位宽２０ｂｉｔ以上时，基本与三阶段实现算法精度相当．图５给出输出位宽为１６ｂｉｔ时３种算法详细的误差仿真结果．在图５中以２－１５角度分辨率遍历［０，π／２］得到余弦值绝对误差，可以看出，免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法、三阶段ＣＯＲＤＩＣ算法和基础ＣＯＲＤＩＣ算法最大误差分别为０．０００１９１７、０．０００１１９５和０．０００３４３５．将所有误差值取绝对值后，进行算术平均得到平均误差，如表３中输出位宽为１６ｂｉｔ时的数据．可见，免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法对比三阶段ＣＯＲＤＩＣ算法精度相差不大，而相比基础ＣＯＲＤＩＣ算法，则使精度提高了１个数量级．图５输出位宽为１６ｂｉｔ时绝对误差对比图４结束语文中阐述了一种免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法实现原理，重构旋转模式下的ＣＯＲＤＩＣ算法．该实现算法将角度区间折叠、角度二极化重编码、查找表、合并迭代等方法进行了结合．用ＭＡＴＬＡＢ对该算法和其他不同算法进行了性能比较和分析，还在ＸＩＬＩＮＸ公司的ｘｃ７ｋ３２５ｔ－２ｆｆｇ９００型号ＦＰＧＡ对新算法进行了具体实现．结果表明，免迭代ＣＯＲＤＩＣ算法计算时延大大减少，在硬件资源消耗和计算精度方面也有所提高．这种实现方法在实时性强、精度要求高、硬件资源受限的现代通信系统设计中具有一定优势．参考文献：［１］ＳＨＵＫＬＡＲ，ＲＡＹＫＣ．ＬｏｗＬ
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