[发明专利]一种针对复数平方根的近似计算装置及方法

权利要求书

1.一种针对复数平方根的近似计算装置，其特征在于，该装置包括依次相连的预处理模块、CORDIC计算模块、基本计算模块、线性近似计算模块和输出处理模块，

所述预处理模块，用于调整输入复数的实部和虚部，并计算出用于CORDIC计算的起始移位位数；

所述CORDIC计算模块，用于基于圆周CORDIC算法旋转模式，计算输入复数的模长；

所述基本计算模块，用于对输入复数的模长以及实部进行加减法和移位操作；

所述线性近似计算模块，用于计算实数范围内的平方根运算；

所述输出处理模块，用于为开平方后复数的实部和虚部添加符号位并输出结果。

2.根据权利要求1所述的一种针对复数平方根的近似计算装置，其特征在于，所述CORDIC计算模块包括寄存器、数据选择器、算术逻辑单元ALU、乘法器、迭代计数器和查找表LUT。

3.根据权利要求1所述的一种针对复数平方根的近似计算装置，其特征在于，所述线性近似计算模块包括索引单元和乘加单元；

所述索引单元包括加法单元、异或门和寄存器，该单元用于获取输入值x和分段端点值的大小关系，并拉高所在区间右端点连接导线的电平，使得寄存器单元中的斜率k和截距b有效输出；所述寄存器中存储的分段端点值、各分段的斜率k和截距b，为预先对函数进行误差均衡的非均匀线性近似分段所得；

所述乘加单元包括一个乘法器和一个加法器，该单元用于根据输入值x和斜率k、截距b，计算kx+b，得到线性近似计算单元的输出结果，即不包含符号的开平方根之后复数的实部和虚部。

4.一种针对复数平方根的近似计算方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：

(1)在不改变输入复数模长的情况下，把输入复数的辐角调整到0到45度之间，并计算用于CORDIC计算的初始移位位数；

(2)利用步骤(1)得到的实部、虚部以及初始移位位数，采用圆周CORDIC算法的旋转模式计算输入复数的模长；

(3)通过将输入复数的实部和模长进行加减法和移位，计算得到输出复数实部和虚部的平方；

(4)对步骤(3)的结果进行实数范围内的平方根计算，在给计算结果增加符号位后，并行输出开平方根后复数的实部和虚部。

5.根据权利要求4所述的一种针对复数平方根的近似计算方法，其特征在于，所述步骤(1)中，通过取绝对值、比较大小和交换数值的方法，调整输入复数的实部和虚部，并根据实部绝对值与虚部绝对值的最高非零比特位的位置差值，得到用于CORDIC计算的初始移位位数。

6.根据权利要求4所述的一种针对复数平方根的近似计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中，若要求计算精度为m位，则将终止移位位数设为m+1，且计算中不需要更新旋转角度，仅需在迭代结束后乘上总的微旋转模式补偿因子。

7.根据权利要求4所述的一种针对复数平方根的近似计算方法，其特征在于，所述步骤(4)中，采用误差均衡的非均匀分段线性近似算法实现实数范围内的平方根计算。