文獻標識碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.212393
中文引用格式: 仲雅莉,吳俊輝,劉炫,等. 一種基于CORDIC算法的高精度反正切求解[J].電子技術應用,2022,48(1):12-17.
英文引用格式: Zhong Yali,Wu Junhui,Liu Xuan,et al. A high precision arctangent solution based on CORDIC algorithm[J]. Application of Electronic Technique,2022,48(1):12-17.
0 引言
坐標旋轉計算機(Coordinated Rotation Digital Computer,CORDIC)算法只有移位和加減運算,便于在FPGA等硬件平臺上實現(xiàn)復雜的三角函數(shù)、雙曲函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和復數(shù)求模等計算,廣泛應用于數(shù)字鑒相、數(shù)字上下變頻、波形產(chǎn)生、快速傅里葉變換等方面[1-4]。
針對CORDIC算法中由于迭代次數(shù)多、輸出延時大和精度較低等問題,國內外很多學者進行了研究和改進。文獻[5]提出了基于自適應旋轉角度的CORDIC算法,該算法雖然減少了迭代次數(shù),但每次迭代都需要額外判斷,增加了實現(xiàn)難度。文獻[6]提出了將查找表和傳統(tǒng)CORDIC算法相融合,通過查找表將角度值細化,通過數(shù)學量化分析,根據(jù)細化后的較小角度補碼,直接按位值進行角度單向旋轉,該算法隨著對精度要求的提高,查找表存儲空間大大增加,硬件資源消耗巨大。文獻[7]提出了一種基于最佳一致逼近方法的幅度與相位補償算法,第一步是利用傳統(tǒng)的CORDIC算法迭代數(shù)次后得到向量信息,第二步是采用最佳逼近法進行多項式補償,該算法雖然提高了精度,但逼近算法需要存儲多項式系數(shù),硬件資源消耗較大。文獻[8]提出來一種基于CORDIC算法的反正切函數(shù)計算的改進算法,該算法對累加器中因截尾而產(chǎn)生的誤差做了算法改進,僅增加了運算速度,精度并未明顯提高。文獻[9]提出了一種基于查找表的改進的CORDIC算法,該方法通過縮減有效數(shù)據(jù)位寬、合并迭代等手段節(jié)省了剩余角度Z的計算量,該算法把迭代次數(shù)進行拆分,用了14次迭代和查找表的結合,硬件資源消耗較多,性能提升卻不足。
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作者信息:
仲雅莉1,吳俊輝2,劉 炫2,高 萍1,3,段曉輝1,4
(1.國家超級計算無錫中心,江蘇 無錫214072;2;江南大學,江蘇 無錫214122;
3.山東大學,山東 濟南250100;4.清華大學,北京100084)