[发明专利]基于概率计算的低开销cordic算法实现方法及装置

说明书

本发明公开一种基于概率计算的低开销cordic算法实现方法及装置，方法为：在cordic算法第一级迭代前，对输入数据进行前向转换，对中间各级迭代的序列进行加减法运算，对最后一级迭代输出的序列进行后向转换；本发明的装置为：在第一级迭代中的概率加法器包括：前向转换模块与计算模块；中间各级迭代中的概率加法器仅包括计算模块；最后一级迭代中的概率加法器包括：计算模块与后向转换模块；通过将概率加法器技术引入到cordic算法的硬件实现中，降低了cordic算法的硬件开销。

技术领域

本发明属于cordic算法领域，特别涉及一种cordic算法的硬件设计技术。

背景技术

Cordic算法即坐标旋转计算法，最初是用来进行坐标变换的算法，后面经过发展用来求解其他的数学运算，传统上计算三角函数和一些在硬件上不易实现的函数，一般用查找表和一些多项式展开法，查找表虽然简单易实现，但是随着对系统的精度要求增加，其占用资源也在不断增大，因此，人们不断对cordic算法进行改进，其结构也得到了不断的优化，速度和精度也得到了提升，而cordic算法的优势也越来越明显，使用cordic算法能够使得一些不利于硬件实现的函数，能够更容易的在FPGA上实现。

Cordic被广泛用于数字信号处理中，可通过移位和加减等步骤计算平方根、正余弦、模、相位以及完成坐标变换，易于在FPGA等VLSI器件中实现，例如求解FFT、调制解调的幅度和相位，数字频率合成器等。由于传统的cordic算法迭代时间较长，精度不高，硬件开销较大，越来越多的改进算法被提出，例如，JuangT B、Hsiao S F和Tsai M Y提出的平行cordic算法,Chen K T等人提出的改良型旋转策略算法，Hu Y H和Naganathan S提出的角度编码cordic算法等，这些算法从速度、精度上对cordic算法进行了优化，但是并没有从cordic算法实现的硬件开销过大进行优化。由于cordic算法需要进行多次迭代运算，每一次迭代需要耗费3个加法器，一次完整的cordic算法需要3n个加法器，大量使用加法器导致其硬件开销较大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于概率计算的低开销cordic算法实现方法，通过将概率计算的技术运用到cordic算法中，保证了cordic算法的精度，并使得cordic算法的硬件开销更小。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于概率计算的低开销cordic算法实现装置，通过采用概率加法器，保证了cordic算法的精度，并使得cordic算法的硬件开销更小。

本发明采用的技术方案之一为：一种基于概率计算的低开销cordic算法实现方法，将cordic算法过程划分为：第一级迭代、各中间级迭代以及最后一级迭代；在cordic算法第一级迭代前，对输入数据进行前向转换，对中间各级迭代的序列进行加减法运算，对最后一级迭代输出的序列进行后向转换。

中间各级迭代的加减法运算使用的加法器为概率加法器；cordic算法过程总的迭代次数小于或等于16。

本发明采用的技术方案之二为：一种基于概率计算的低开销cordic算法实现装置，使用的加法器为概率加法器；将cordic算法过程划分为：第一级迭代、各中间级迭代以及最后一级迭代；在第一级迭代中的概率加法器包括：前向转换模块与计算模块；中间各级迭代中的概率加法器仅包括计算模块；最后一级迭代中的概率加法器包括：计算模块与后向转换模块；

所述第一级迭代中的概率加法器中前向转换模块对输入的数据进行前向转换为序列；前向转换后的序列依次通过第一级迭代中的概率加法器中计算模块、中间各级迭代中的概率加法器的计算模块、最后一级迭代中的概率加法器中计算模块进行加减法运算处理；最后一级迭代中的概率加法器中计算模块输出的序列经最后一级迭代中的概率加法器中的后向转换模块转换为概率值。