低时延一消耗的CORDIC算法及结构的研究.pdf

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1、第41卷第8期计算机科学V01．41No．82014年8月ComputerScienceAug2014低时延一消耗的CORDIC算法及结构的研究任小西沈建龙(湖南大学信息科学与工程学院长沙410082)摘要CORDIC算法因便于通过硬件实现来计算各种超越函数而得到了广泛的应用。如何减少迭代次数并保持校正因子的计算与补偿的简单性是算法的难点，同时算法还需要扩展角度的范围。将常规的CORDIC算法分为前后两段，减少了迭代的次数，同时在硬件实现时使用移位操作代替查找表，减少了查找表所用的时间，这样做也有利于降低功耗。最后在Ahera公司的Cyclo

2、ne系列芯片EP4CGX22CF19C6上实现了该算法。实验结果表明：在同一数量级误差的基础上，该算法在结构上比常规算法节省了约34．84的资源，在不同的工作频率上都少用了约6个时钟周期的时延，不同工作频率上系统的功耗最少也下降了约5．54，并N__T-作频率越高，功耗下降越大。关键词CORDIC算法，低时延，资源，功耗，优化中图法分类号TP302．2文献标识码ADOI10．11896／j．issn．1002—137)(．2014．08．005ReasearchonLow-latencyandLow-consumptionCORDICAlgo

3、rithmandArchitectureRENXiao-xiSHENJian-long(DepartmentofInformationScienceandEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China)AbstractCORDICalgorithmhasbeenwidelyusedbecauseitiseasytoimplementinhardwaretocalculateavarietyoftranscendentaIfunctions．HOWtoreducethenumberofitera

4、tionsandmaintainthecalculationandthecompensationofthecorrectionfactoristhedifficultyofthealgorithm，anditalsoneedstoextendtherangeofrotationangle．Inthispa—per，conventionalCORDICalgorithmwasdividedintotwostepstominimizethenumberofiterations．Atthesametime，themodifiedalgorithmu

5、sesshiftoperationsinsteadofthelookuptabletoreducethetimeusedbysearchingtable，andalsohelptoreducepowerconsumption．Finally，twoalgorithmswereimplementedinAheraCorporationCycloneserieschipEP4CGX22CF19C6．Theexperimentalresultsshowthatcomparedtoconventionalalgorithm，thisalgorithm

6、saves34．84resources，anditsdelayisaboutsixclockcycleslessonvariousfrequencies，andthepowerconsumptiononva—riousfrequenciesdeclinesabout5．54atleast，andthehigherthefrequencyrises，themorethepowerconsumptiondeclines．KeywordsCORDICalgorithm，Low-latency，Resource，Power-consumption，O

7、ptimization算法具有更少的迭代次数_6_“]。文献[6]利用贪婪搜索的方1引言法减少了迭代次数，但却为校正模因子付出了额外空间和时坐标旋转数字计算(CoordinateRotationalDigitalCom～间代价。文献E8]提出了一种高效的模因子补偿技术，但它却puting，CORDIC)算法_1是J．Volder等人于1959年在美国航对延迟产生了不利的影响。文献E9]实现了一种低面积一时延空控制系统的设计中提出的，它是一种用于计算常用函数的的CORDIC结构，常数模因子只能在一定角度范围使用。文循环迭代算法，其基本思想是通过

8、一系列的只与运算基数有献[10]提出的scale-free算法同样也含有常数模因子，其适用关的固定小角度的不断偏摆来逼近所要旋转的角度，从广义角度范围更大，但因该算