[實用新型]一種三角函數運算電路

有效

• 申請號: 201821267758.1
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN208834289U
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 何再生;王悅林
• 申請（專利權）人: 珠海市一微半導體有限公司
• 主分類號: G06F7/548
• 分類號: G06F7/548
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開一種三角函數運算電路，該三角函數運算電路中，預處理模塊(101)與DDR模塊(100)相連接，迭代運算模塊(103)與預處理模塊(101)連接，在迭代計數模塊(102)的計數拍數的驅動下，根據預處理模塊(101)輸出的操作數一的預處理結果和操作數二的預處理結果所提前確定的運算結果符合位，輸入的操作數在本級的當前輸出作為本級的下一次輸入以形成反饋結構在同一級迭代，當完成16次迭代運算后輸出補碼處理的三角函數結果。相對現有技術，本實用新型公開的運算電路節省處理器的軟件指令資源，并在電路規模不變的前提下保證運算精度不變。

技術領域

本實用新型涉及集成電路領域，涉及一種三角函數運算電路。

背景技術

在計算機軟件指令中，當涉及到三角函數的計算時，軟件往往需要調用專門的三角函數庫，然后運行幾十上百條指令才能完成一個三角函數的計算，效率極其低下。而且，隨著函數精度的增加，計算的復雜度也是呈幾何級數上升的。因此，三角函數的指令往往是軟件指令中耗時較多的部分。而將三角函數的計算采用硬件電路來完成的方式對于節省軟件指令具有很大優勢，不需要耗費過多的軟件指令。所以，采用硬件電路技術來完成三角函數的計算是大勢所趨。

傳統的流水線結構的CORDIC算法，處理速度較快，流水線填滿之后每一個時鐘周期就會計算出一組結果，為數據實現高速實時處理提供了前提。雖然該結構大大提高了系統運算速度，但是電路規模較大，同時運算結果的精度受流水線級數的限制，要提高運算精度必須增加流水級數，進一步增大了硬件開銷。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型提出了一種基于3類比較普遍使用的三角函數正弦(sin)，余弦(cos)，反正切(arctan)計算的硬件實現方法，相應地以一種定點數的計算方法對這三類三角函數進行運算處理。

一種三角函數運算電路，包括預處理模塊101、迭代計數模塊102、DDR模塊100和迭代運算模塊103；預處理模塊101，與DDR模塊100相連接，用于在迭代計數模塊102的計數拍數的驅動下，根據計算三角函數的類型對應地輸入操作數一和操作數二，并結合DDR模塊100提供的計算三角函數所需的常數分別對操作數一和操作數二進行修正，使得所述三角函數運算電路的運算結果的符號位得到提前確定；迭代運算模塊103，與預處理模塊101連接，用于在迭代計數模塊102的計數拍數的驅動下，結合預處理模塊101輸出的操作數二的預處理結果，對操作數一的預處理結果以及輸入的操作數零進行擴展符號位的一級CORDIC算法迭代運算，使得本級的當前輸出作為本級的下一次輸入以形成反饋結構在同一級迭代且本級的當前輸出的結果符號位保持不變，最后使用預處理模塊101所確定的符號位作為迭代運算模塊103并行輸出的不同類型三角函數計算結果的符號位；DDR模塊100，與迭代運算模塊103相連接，用于在迭代計數模塊102的計數拍數的驅動下，將存儲的i個旋轉角度θ_i和計算三角函數所需的常數送往迭代運算模塊103，并通過總線接口與處理器連接，使其在處理器接收迭代運算模塊103發出的中斷信號后接收迭代運算模塊103的輸出結果，其中θ_i＝tan^-1(2^-i)，i＝0，1，2，3，…n-1；迭代計數模塊102，用于通過計數拍數信號與預處理模塊101、迭代運算模塊103和DDR模塊100建立連接關系，使得迭代運算模塊103在每一拍計數信號的驅動下根據預處理模塊101和DDR模塊100輸入的信號完成每一級迭代運算；其中，操作數零、操作數一和操作數二都是處理器發出的，操作數零和操作數一都是二進制定點數，操作數二是以弧度形式表示的二進制定點數。

進一步地，操作數零、操作數一和操作數二都采用32位二進制數來表示定點數，且其小數點固定在第21位。