一种改进的免缩放坐标旋转数字计算算法及其实现
2021-02-24马忠松
科学技术与工程 2021年1期
薛 原,马忠松
(1.中国科学院太空应用重点实验室,中国科学院空间应用工程与技术中心,北京 100094;2.中国科学院大学中国科学院空间应用工程与技术中心,北京 100094)
相比传统的查找表方法,经典坐标旋转数字计算(coordinate rotation digital computer,CORDIC)算法因其具有实现精度可控,资源占用较少等优点已经被广泛应用在傅里叶变换、矩阵分解、方程求根、频率合成等信号处理模块中[1-6]。虽然经典CORDIC算法可以通过简单的移位和加减法操作实现复杂函数求值的功能,但因该算法存在迭代次数过多和需要进行缩放因子补偿等缺点,使得其在高速低延时等场景下的应用受到了一定的限制。
近年来,对经典CORDIC算法进行改进成为中外学者研究的热点问题[7-13]。文献[7]提出了基于小容量查找表的CORDIC算法设计,减少了迭代级数,但却需要复杂的校正模块进行补偿,且算法扩展性较差。文献[8]采用了最佳一致逼近方法来提高计算精度,但对于经典CORDIC算法的迭代结构并未做大的改进。文献[9]采用了角度重编码和合并迭代的方法来减少延时,但其硬件资源消耗较大。文献[10-11]均提出了使用查找表来减少冗余迭代的思路,在一定程度上减少了迭代次数,但其预处理模块却又过于复杂。文献[12]采用了不同的基旋转角度集,并对CORDIC迭代单元做出了改进,节省了一定的硬件资源,但仍然需要较多的迭代次数。文献[13]提出了将两次迭代简化为一次旋转操作的方法,并且不需要进行缩放因子补偿,但其迭代结构随迭代次数而变化,给硬件实现带来了一定困难。……
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