[发明专利]基于数字计算芯片实现的正弦函数计算方法和装置

说明书

本发明实施例公开了一种基于数字计算芯片实现的正弦函数计算方法和装置，其中，所述方法包括：首先在1/4正弦函数的横坐标[0，π/2]取值范围内选取插值点，根据所述插值点以及预先获得的精度信息，确定多项式系数；基于所述多项式系数构建的五阶多项式，并利用该五阶多项式逼近正弦函数，获得所述正弦函数的定义域取值范围在[0，π/2]的函数值；进一步根据所述正弦函数的对称性，获得所述正弦函数在所述定义域取值范围内的函数值。采用本发明所述的基于数字计算芯片实现的正弦函数计算方法，能够将基于五阶多项式的迭代结果转化为对应待求相位的正弦函数值，从而提高在数字计算芯片中正弦函数的计算速度和精度。

技术领域

本发明实施例涉及数字芯片算法领域，具体涉及一种基于数字计算芯片实现的正弦函数计算方法和装置，另外还涉及一种基于数字计算芯片实现的正弦函数计算方法电子设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

近年来，随着经济社会的快速发展，电机、交流电等电力技术逐渐普及。在电力技术领域，基于半导体芯片实现的作业设备在人类生产过程中得到广泛地应用，其可控制电-电/电-磁/电-声/电-力/电-热/电-光/电-化等变换，从而有效满足人们的实际生产生活需求。其中，在上述变换过程中产生的正弦波是很多物质的自然属性。当电能转化为其它具有正弦波形变化的能量，例如磁能、声能、机械能时，都需要使用正弦函数进行计算。并且不同应用场景对正弦函数的计算要求不同，比如DDS频率合成器、软件无线电等需要高速的高精度的正弦函数计算。

目前，正弦函数值的计算方法主要有查表法、CORDIC算法等。然而，在对相位和频率分辨率以及输出精度要求很高的场合，精度要求越高查表法消耗的存储单元越大，导致不仅增大了能耗，而且增加了芯片面积。CORDIC算法通过基本的加和移位运算代替乘法运算，运算不需要查三角函数表，其精度随角度不同而变化，无法达到高精度计算。因此，CORDIC算法在频率变化比较大的场合同样满足不了高精度的要求。

综上，如何设计一种速度快、精度高的正弦函数计算方式，成为数字计算芯片亟待解决的问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种基于数字计算芯片实现的正弦函数计算方法，以解决现有技术中存在的正弦函数在数字计算芯片中的计算速度和精度较差，无法满足当前需求的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种基于数字计算芯片实现的正弦函数计算方法，该方法应用于16位数字计算芯片系统，包括如下步骤：在1/4正弦函数的横坐标[0，π/2]取值范围内选取插值点，计算正弦函数分别在所述插值点处的函数值；确定所述正弦函数的值域取值范围与定义域取值范围；根据选取的所述插值点处的函数值以及预先获得的精度信息，确定多项式系数；基于所述多项式系数构建五阶多项式：f(t)＝a₁t+a₂t²+a₃t³+a₄t⁴+a₅t⁵，利用所述五阶多项式实现逼近1/4正弦函数，获得所述正弦函数的定义域取值范围在[0，π/2]的函数值；其中，所述五阶多项式中的a₁、a₂、a₃、a₄、a₅为确定的所述多项式系数；根据所述正弦函数的对称性，获得所述正弦函数在所述定义域取值范围内的函数值。

进一步的，所述的基于数字计算芯片实现的正弦函数计算方法，还包括：增加所述五阶多项式中的阶数，获得第二目标多项式；其中，所述第二目标多项式为大于所述五阶多项式的高阶多项式。