闫温合,胡永辉,李瑾琳,何在民,吴成英,赵坤娟



应用于数字下变频中CORDIC算法的FPGA实现

闫温合1,2,3,胡永辉1,2,李瑾琳4,何在民1,2,吴成英5,赵坤娟1,2,3

（1. 中国科学院国家授时中心，西安 710600；2. 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室，西安 710600； 3. 中国科学院大学，北京 100049；4. 湖北省电力公司信息通信分公司，武汉 430077；5. 湖北民族学院，恩施 445000）

正余弦信号在GNSS接收终端的数字下变频中有着重要的应用，CORDIC算法是实现正余弦信号的最重要方法。立足于DDS与CORDIC算法的基本原理，针对CORDIC算法实现主要存在的3个问题，结合变象限法、流水线技术及相幅量化数据格式，在FPGA上通过实现CORDIC算法可在一个时钟周期内计算出正余弦信号幅值。仿真结果表明：与传统CORDIC算法实现相比，本文实现的正余弦信号精度高且速度快，并能满足GNSS接收终端数字下变频对正余弦信号的需求。

CORDIC算法；流水线结构；正余弦信号；数字下变频（DDS）

0 引言

在GNSS（global navigation satellite systems）接收终端中，数字下变频器（digital down-converter，DDC）主要实现的功能是将A/D采样后的数字信号从中频信号变成基带信号，它是用本地的同相载波和正交载波分别与接收中频信号相乘，这样可以剥离载波并在后续电路中差分解调时利用同相和正交2个分量消除相差的影响[1]。由于下变频混频器位于接收系统的前端，它的性能对整个接收系统的性能影响很大，所以需要快速和精准地进行正余弦函数的计算，传统的乘、除等计算方法在FPGA中实现时需要占用大量的片内资源，并且三角函数的运算很难实现。……