网站建设域名服务器,网络公司个人工作总结,深圳建设局招标网站,wordpress下载站硬件#xff1a;ZYNQ7010 软件#xff1a;MATLAB 2019b、Vivado 2017.4、HLS 2017.4、System Generator 2017.4
1、CORDIC算法计算正余弦 CORDIC算法详细分析网上有很多资料#xff0c;它的原理是用一系列旋转去逼近目标角度#xff0c;这一系列旋转的角度为 θ a r c t…硬件ZYNQ7010 软件MATLAB 2019b、Vivado 2017.4、HLS 2017.4、System Generator 2017.4
1、CORDIC算法计算正余弦 CORDIC算法详细分析网上有很多资料它的原理是用一系列旋转去逼近目标角度这一系列旋转的角度为 θ a r c t a n ( 2 − i ) \thetaarctan(2^{-i}) θarctan(2−i) i i i 是迭代次数。下面给出了用CORDIC算法计算正余弦的代码其中 s1 不做任何优化数据类型都用的 float 型s2 对数据类型做了定点数优化s3 在 s2 的基础上对迭代的循环做了流水线优化。
//cordic.h
#ifndef _CORDIC_H_
#define _CORDIC_H_
#include ap_int.h
#include ap_fixed.h
#define NUM_ITERATIONS 9
//#define s1
//#define s2
#define s3
#if defined s1
typedef float THETA_TYPE;
typedef float COS_SIN_TYPE;
#endif
#if defined s2 || defined s3
typedef ap_fixed16,8 THETA_TYPE;
typedef ap_fixed16,2 COS_SIN_TYPE;
#endif
void cordic(THETA_TYPE theta, COS_SIN_TYPE s, COS_SIN_TYPE c);
#endif//cordic.cpp
#include cordic.h
const THETA_TYPE cordic_phase[NUM_ITERATIONS] {45, 26.565, 14.036, 7.125, 3.576, 1.790, 0.895, 0.448, 0.224};
#if defined s1
void cordic(THETA_TYPE theta, COS_SIN_TYPE s, COS_SIN_TYPE c)
{COS_SIN_TYPE current_cos 0.607255; // 6, 1/1.64669COS_SIN_TYPE current_sin 0;COS_SIN_TYPE factor 1.0;for(int i0; iNUM_ITERATIONS; i){ap_int2 sigma (theta 0)?-1:1;COS_SIN_TYPE temp_cos current_cos;current_cos current_cos-current_sin*sigma*factor;current_sin temp_cos*sigma*factorcurrent_sin;theta theta-sigma*cordic_phase[i];factor factor/2.0;}s current_sin;c current_cos;
}
#endif
#if defined s2 || defined s3
void cordic(THETA_TYPE theta, COS_SIN_TYPE s, COS_SIN_TYPE c)
{COS_SIN_TYPE current_cos 0.607255; // 6, 1/1.64669COS_SIN_TYPE current_sin 0;COS_SIN_TYPE factor 1.0;
ITERATIONS_LOOP:for(int i0; iNUM_ITERATIONS; i){ap_int2 sigma (theta 0)?-1:1;COS_SIN_TYPE temp_cos current_cos;current_cos current_cos-current_sin*sigma*factor;current_sin temp_cos*sigma*factorcurrent_sin;theta theta-sigma*cordic_phase[i];factor 1;}s current_sin;c current_cos;
}
#endif三个 solution 的资源使用量和计算性能如下图所示。 2、上板验证 把 s3 的模块端口设置成 ap_ctrl_none, 重新综合导出 IP 核。在FPGA的顶层文件里例化 cordic IP 核和一个 ila IP 核让 cordic 计算 30° 和 60° 角的正余弦值。
module cordic_test_top(input resetn,input clk);wire [15:0] w_theta;
reg [15:0] r_theta;
reg [31:0] cnt;
always (posedge clk or negedge resetn) beginif(!resetn) begincnt 32d0;endelse beginif(cnt 32d1000) cnt 32d0;else cnt cnt1d1;end
end
always (posedge clk or negedge resetn) beginif(!resetn) beginr_theta 16d0;endelse beginif(cnt 32d500) r_theta {8d30, 8d0};else if(cnt 32d1000) r_theta {8d60, 8d0};else r_theta r_theta;end
end
assign w_theta r_theta;
wire [15:0] s, c;
wire s_V_ap_vld, c_V_ap_vld;
reg [15:0] r_s, r_c;
cordic_0 cordic_inst (.s_V_ap_vld(s_V_ap_vld), // output wire s_V_ap_vld.c_V_ap_vld(c_V_ap_vld), // output wire c_V_ap_vld.ap_clk(clk), // input wire ap_clk.ap_rst(~resetn), // input wire ap_rst.theta_V(w_theta), // input wire [15 : 0] theta_V.s_V(s), // output wire [15 : 0] s_V.c_V(c) // output wire [15 : 0] c_V
);
always (posedge clk or negedge resetn) beginif(!resetn) beginr_s 16d0;endelse beginif(s_V_ap_vld) beginr_s s;endend
end
always (posedge clk or negedge resetn) beginif(!resetn) beginr_c 16d0;endelse beginif(c_V_ap_vld) beginr_c c;endend
end
ila_0 ila0 (.clk(clk), // input wire clk.probe0(w_theta), // input wire [15:0] probe0 .probe1(r_s), // input wire [15:0] probe1 .probe2(s_V_ap_vld), // input wire [0:0] probe2 .probe3(r_c), // input wire [15:0] probe3 .probe4(c_V_ap_vld) // input wire [0:0] probe4
);ila 上看到的波形如下图所示。注意要正确设置观测量的数据类型即定点数和小数点位置。从图中可以看出计算的角度比较准确。 完整工程下载HLS设计CORDIC算法计算正余弦
