针对基于浮点加法器的CORDIC(Coordinate Rotation Digital Calculation,坐标旋转数字计算)实现单精度浮点型三角函数的角度收敛范围受限、处理速度低、电路开销大、响应延时长等问题,通过将浮点运算转化为定点运算以及对无缩放因子COR...针对基于浮点加法器的CORDIC(Coordinate Rotation Digital Calculation,坐标旋转数字计算)实现单精度浮点型三角函数的角度收敛范围受限、处理速度低、电路开销大、响应延时长等问题,通过将浮点运算转化为定点运算以及对无缩放因子CORDIC算法的优化,提出一种基于查找表技术和双步迭代技术的高计算效率电路设计结构,解决了无缩放因子CORDIC算法计算三角函数需要引入乘法器和迭代次数过高的问题.在Stratix IV(EP4SGX70DF29C2X型FPGA)上实现了满足IEEE-754标准的单精度浮点正弦、余弦的三角函数运算.实验结果表明该电路工作频率可达282MHz,对比已有电路结构,响应延时和电路总面积有效降低,计算精度达到10E-7.展开更多
直接数字频率合成器(Direct Digital Synthesizer,DDS)在现代数字通信系统中有非常重要的应用。基于CORDIC算法的DDS在高速、高精度信号源领域已得到广泛应用,但传统的CORDIC算法存在迭代次数多、硬件消耗资源大、缩放因子补偿误差等问...直接数字频率合成器(Direct Digital Synthesizer,DDS)在现代数字通信系统中有非常重要的应用。基于CORDIC算法的DDS在高速、高精度信号源领域已得到广泛应用,但传统的CORDIC算法存在迭代次数多、硬件消耗资源大、缩放因子补偿误差等问题。文章提出固定角度的传统迭代预旋转和分段双步SF(Scaling-Free)CORDIC算法旋转方式,有效减少了算法的迭代次数,并且采用区间映射将收敛区间扩展到[0,2π]。结果表明,该算法在保持高计算精度的同时减少了迭代次数和面积消耗。基于此算法的DDS产生的正交信号具有精度高、噪声低、线性度好等优点。展开更多
提出一种改进的SF-CORDIC(Scaling-free-Coordinate Rotation DIgital Computer)算法用于实现指数函数和对数函数的硬件计算。在双曲坐标系下,算法通过适当选取麦克劳林展开式的近似阶数,可完全省去扩展因子的计算,并利用重复基本迭代...提出一种改进的SF-CORDIC(Scaling-free-Coordinate Rotation DIgital Computer)算法用于实现指数函数和对数函数的硬件计算。在双曲坐标系下,算法通过适当选取麦克劳林展开式的近似阶数,可完全省去扩展因子的计算,并利用重复基本迭代和数据预处理以扩展收敛域和计算范围。同时给出算法在双曲坐标系下旋转模式和向量模式的迭代结构。仿真实验表明,在相同精度要求下该算法相比常规CORDIC算法可减少12%面积开销。展开更多
This paper researched the traffic of optical networks in time-space complexity,proposed a novel traf-fic model for complex optical networks based on traffic grooming,designed a traffic generator GTS(gener-ator based o...This paper researched the traffic of optical networks in time-space complexity,proposed a novel traf-fic model for complex optical networks based on traffic grooming,designed a traffic generator GTS(gener-ator based on time and space)with 'centralized+distributed' idea,and then made a simulation in Clanguage.Experiments results show that GTS can produce the virtual network topology which can changedynamically with the characteristic of scaling-free network.GTS can also groom the different traffic andtrigger them under real-time or scheduling mechanisms,generating different optical connections.Thistraffic model is convenient for the simulation of optical networks considering the traffic complexity.展开更多
针对流水线型坐标旋转数字计算机(coordinate rotation digital computer,CORDIC)算法的输出精度低、输出时延长、硬件资源消耗大的问题,提出一种双向预判免缩放因子CORDIC算法.该算法首先将[0,π/4)内的输入角度通过角度二进制编码后...针对流水线型坐标旋转数字计算机(coordinate rotation digital computer,CORDIC)算法的输出精度低、输出时延长、硬件资源消耗大的问题,提出一种双向预判免缩放因子CORDIC算法.该算法首先将[0,π/4)内的输入角度通过角度二进制编码后按位值i分解为2-i的较小角度,然后使用设立的查找表在初始角度的基础上进行双向免缩放因子旋转,无需根据中间迭代结果判断下次的旋转方向,避免了迭代方向的不确定性,减少了迭代单元级数和迭代次数,同时提高了运算精度;最后将[π/4,2π)内的输入角度通过角度区间折叠技术变换到[0,π/4),使计算区间扩展到整个圆周[0,2π),保证了运算范围,且只需要使用移位和加减运算即可实现,避免了进行乘法运算.在MATLAB和Vivado软件平台上进行算法仿真与验证,结果表明:在输出位宽均为14位时,与流水线型和单向免缩放因子型CORDIC算法相比,输出精度分别提高了47.5%、18.8%,最大输出时延分别降低了53.8%、40.0%,硬件资源消耗也有一定的改善.本文提出的CORDIC算法具有输出精度高、输出时延短等特点,其综合性能具有较大的提升.展开更多
针对精密电机数控领域中16位位宽的坐标旋转数字计算机(coordinate rotation digital computer,CORDTC)算法存在输出时延长、运算精度低、稳定性差等问题,提出高精度双向同步旋转CORDIC算法,通过角度预处理和区间折叠扩大收敛区间,迭代...针对精密电机数控领域中16位位宽的坐标旋转数字计算机(coordinate rotation digital computer,CORDTC)算法存在输出时延长、运算精度低、稳定性差等问题,提出高精度双向同步旋转CORDIC算法,通过角度预处理和区间折叠扩大收敛区间,迭代过程中采用双向同步旋转与误差均衡来提升算法的精度以及健壮性,最后根据区间结果进行还原输出.结果表明:在硬件实现上,相比传统算法,本算法的运算精度分别提高了76.3%,最大输出时延降低了71.4%,具有高精度、低延时以及稳定等优点.展开更多
文摘针对基于浮点加法器的CORDIC(Coordinate Rotation Digital Calculation,坐标旋转数字计算)实现单精度浮点型三角函数的角度收敛范围受限、处理速度低、电路开销大、响应延时长等问题,通过将浮点运算转化为定点运算以及对无缩放因子CORDIC算法的优化,提出一种基于查找表技术和双步迭代技术的高计算效率电路设计结构,解决了无缩放因子CORDIC算法计算三角函数需要引入乘法器和迭代次数过高的问题.在Stratix IV(EP4SGX70DF29C2X型FPGA)上实现了满足IEEE-754标准的单精度浮点正弦、余弦的三角函数运算.实验结果表明该电路工作频率可达282MHz,对比已有电路结构,响应延时和电路总面积有效降低,计算精度达到10E-7.
文摘直接数字频率合成器(Direct Digital Synthesizer,DDS)在现代数字通信系统中有非常重要的应用。基于CORDIC算法的DDS在高速、高精度信号源领域已得到广泛应用,但传统的CORDIC算法存在迭代次数多、硬件消耗资源大、缩放因子补偿误差等问题。文章提出固定角度的传统迭代预旋转和分段双步SF(Scaling-Free)CORDIC算法旋转方式,有效减少了算法的迭代次数,并且采用区间映射将收敛区间扩展到[0,2π]。结果表明,该算法在保持高计算精度的同时减少了迭代次数和面积消耗。基于此算法的DDS产生的正交信号具有精度高、噪声低、线性度好等优点。
文摘提出一种改进的SF-CORDIC(Scaling-free-Coordinate Rotation DIgital Computer)算法用于实现指数函数和对数函数的硬件计算。在双曲坐标系下,算法通过适当选取麦克劳林展开式的近似阶数,可完全省去扩展因子的计算,并利用重复基本迭代和数据预处理以扩展收敛域和计算范围。同时给出算法在双曲坐标系下旋转模式和向量模式的迭代结构。仿真实验表明,在相同精度要求下该算法相比常规CORDIC算法可减少12%面积开销。
基金Supported by the High Technology Research and Development Programme of China (No. 2008AA01A328)the National Natural Science Foundation of China (No. 60772022)+2 种基金the Program for New Century Excellent Talents in University (No. NCET-05-0112)the Program for Changjiang Scholars and Innovative Research Team in University of MOE, China (No. IRT0609)111 Project (No. B07005)
文摘This paper researched the traffic of optical networks in time-space complexity,proposed a novel traf-fic model for complex optical networks based on traffic grooming,designed a traffic generator GTS(gener-ator based on time and space)with 'centralized+distributed' idea,and then made a simulation in Clanguage.Experiments results show that GTS can produce the virtual network topology which can changedynamically with the characteristic of scaling-free network.GTS can also groom the different traffic andtrigger them under real-time or scheduling mechanisms,generating different optical connections.Thistraffic model is convenient for the simulation of optical networks considering the traffic complexity.
文摘针对流水线型坐标旋转数字计算机(coordinate rotation digital computer,CORDIC)算法的输出精度低、输出时延长、硬件资源消耗大的问题,提出一种双向预判免缩放因子CORDIC算法.该算法首先将[0,π/4)内的输入角度通过角度二进制编码后按位值i分解为2-i的较小角度,然后使用设立的查找表在初始角度的基础上进行双向免缩放因子旋转,无需根据中间迭代结果判断下次的旋转方向,避免了迭代方向的不确定性,减少了迭代单元级数和迭代次数,同时提高了运算精度;最后将[π/4,2π)内的输入角度通过角度区间折叠技术变换到[0,π/4),使计算区间扩展到整个圆周[0,2π),保证了运算范围,且只需要使用移位和加减运算即可实现,避免了进行乘法运算.在MATLAB和Vivado软件平台上进行算法仿真与验证,结果表明:在输出位宽均为14位时,与流水线型和单向免缩放因子型CORDIC算法相比,输出精度分别提高了47.5%、18.8%,最大输出时延分别降低了53.8%、40.0%,硬件资源消耗也有一定的改善.本文提出的CORDIC算法具有输出精度高、输出时延短等特点,其综合性能具有较大的提升.
文摘针对精密电机数控领域中16位位宽的坐标旋转数字计算机(coordinate rotation digital computer,CORDTC)算法存在输出时延长、运算精度低、稳定性差等问题,提出高精度双向同步旋转CORDIC算法,通过角度预处理和区间折叠扩大收敛区间,迭代过程中采用双向同步旋转与误差均衡来提升算法的精度以及健壮性,最后根据区间结果进行还原输出.结果表明:在硬件实现上,相比传统算法,本算法的运算精度分别提高了76.3%,最大输出时延降低了71.4%,具有高精度、低延时以及稳定等优点.
