[发明专利]一种DSP中高效CORDIC指令实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及DSP处理器的CORDIC指令集，尤其是为实现该指令集所需的硬件实现架构。

背景技术

常用的三角函数，尤其是正余弦，在各种信号处理系统中有着广泛的应用，且一般有实时性的要求。实现三角函数常用的近似计算方法主要有迭代法、级数法、查表法以及CORDIC法，相对于其他算法，CORDIC算法可以达到很高的精度。

在集成电路中，实现CORDIC算法有两种方法：DSP软件编程实现方法和硬件加速器的方法。尽管DSP编程可以实现CORDIC运算，但是DSP软件编程实现存在编程复杂、软件开销大、实时性不强、精度不高等不利因素。硬件加速器的方法，克服了软件的部分问题，但是软硬件之间存在交互，效率受限。本发明为针对这两种现有实现方法的不足，以CORDIC指令嵌入到DSP内核的流水线中，实现了编程简单、软件开销小，实时性强，精度高，无需软硬件交互等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种DSP中高效CORDIC指令实现方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开了一种DSP中高效CORDIC指令实现方法，其特征在于，所述方法包括：

定义一种CORDIC运算的DSP指令，用于三角函数的计算。给出该指令内嵌至DSP内核流水线中的方法，详细说明一套DSP内部模块化实现CORDIC计算三角函数的方法。

优选的，其特征在于，包括指令识别码、模式选择以及输入参数通用寄存器序号。

优选的，其特征在于，基于指令实现的CORDIC运算，内嵌至DSP内核的流水线(pipeline)中，无需进行如中断或查询的方式来获取结果，简化了软硬件交互，提高了运算效率。

进一步的，其特征在于CORDIC指令所运算得到的结果，可以被下一条指令直接使用，指令与指令之间无需插入等待周期。

优选的，其特征在于，给出了该指令的实现方法，该方法通过分解CORDIC运算的过程，使得复用一套资源实现CORDIC多种模式的计算。

进一步的，其特征在于，CORDIC运算分解实现包括几大主要的组成部分：模式选择、输入归一化、CORDIC内核、结果归一化。

进一步的，其特征在于，定义了一种迭代次数为I，内部位宽为N，来得到三角函数精度为E的运算结果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为DSP架构整体框图。

图2为本法明具体实施例DSP CORDIC指令流水线图。

图3为本法明具体实施例16bit DSP CORDIC指令编码示例。

图4为本法明具体实施例CORDIC指令的实现框图。

图5为本法明具体实施例CORDIC指令实现的运行内核图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更佳清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的整体思路为：定义一种CORDIC运算的DSP指令，给出该指令内嵌至DSP内核流水线中的方法，详细说明一套DSP内部模块化实现CORDIC计算三角函数的方法。

CORDIC迭代在圆周系统的迭代算法为：

X_n+1＝X_n-S_nY_n2^-n↓

Y_n+1＝Y_n+S_nX_n2^-n↓

Z_n+1＝Z_n-S_ntan^-1(2^-n)

在旋转模式中(正余弦模式)，Sn为Zn的符号函数：