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          數(shù)字頻率信號校正的FPGA實(shí)現(xiàn)

          作者: 時(shí)間:2010-11-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            一般情況下,當(dāng)旋轉(zhuǎn)的次數(shù)足夠大時(shí),Ki一般為常數(shù)。由于在實(shí)現(xiàn)時(shí),可在最終的計(jì)算結(jié)果中再乘以這一常數(shù),所以,可以去掉式(3)中的Ki,這樣,迭代方程就僅含移位和加法運(yùn)算,從而大大的簡化了的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性。由于還需要一個(gè)方程決定di的符號,引入變量zi表示每次旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度的累加值:

          程序

            這樣,算法的迭代方程可表示為:

          程序

            其最終結(jié)果為:

          程序

            在電路中,通常需要根據(jù)給定相位θ產(chǎn)生余弦信號cosθ和正弦信號sinθ。為了產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)且無放大的正弦和余弦信號,可令輸入向量的y分量(即yo)為0,x分量(即xo)為1/An,這樣,式(6)就可簡化為:

          程序

            可見,經(jīng)過上述處理就可將輸入相位zo轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的正弦和余弦信號。

            2 算法的實(shí)現(xiàn)

            用實(shí)現(xiàn)算法,最常用的方法有迭代算法和基于流水線的算法。CORDIC迭代算法只有一級迭代單元,在系統(tǒng)時(shí)鐘的驅(qū)動下,可將迭代單元的輸出作為本級的輸入,并通過同一級迭代完成計(jì)算。迭代算法的硬件開銷很小,但完成一次CORDIC運(yùn)算需要多個(gè)時(shí)鐘周期,其運(yùn)算速度相對較慢。

            在CORDIC流水線結(jié)構(gòu)算法中,每一級CORDIC迭代運(yùn)算都使用單獨(dú)的運(yùn)算單元,當(dāng)流水線填滿之后,每個(gè)時(shí)鐘周期都馬上會計(jì)算出一組結(jié)果,所以計(jì)算速度很快。

            雖然流水線結(jié)構(gòu)算法的計(jì)算速度很快,但其精度會受到流水線級數(shù)的限制。而要提高精度,就必須增加流水線級數(shù),從而增大硬件開銷,因此,流水線級數(shù)的選擇要兼顧速度和精度的要求。



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