【算法】Cordic算法的原理及matlab/verilog应用

一、前言

单片机或者FPGA等计算能力弱的嵌入式设备进行加减运算还是容易实现,但是想要计算三角函数(sin、cos、tan),甚至双曲线、指数、对数这样复杂的函数,那就需要费些力了。通常这些函数的计算需要通者查找表或近似计算(如泰勒级数逼近)等技术来转换为硬件易于实现的方式。

CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer, 坐标旋转数字计算方法)算法就是一种化繁为简的算法,通过基本的加减和移位运算代替乘法运算,逐渐逼近目标值,得出函数的数值解。

二、Cordic算法理论推导

理论推导参考:CORDIC算法理论详解_cordic算法详解-CSDN博客,这篇博客的推导仔细而全面。

Cordic算法的基石在于一个规律:从tan45°开始,角度每减半,tan值也接近减半。这一规律直接将三角函数运算变成2的幂运算,而这在数字电路中可直接用移位运算来实现。

三、Cordic算法 matlab实现

3.1 已知相位(角度)求坐标(正弦余弦)

Matlab 复制代码
function [sin_theta,cos_theta] = cordic_sincos(theta,n)
% n:iterations
% theta: -180~180
tan_table = 2.^-(0 : n-1);
angle_rad_lut = atan(tan_table);
%angle_deg_lut = rad2deg( atan(tan_table) );
 
k = 1;
for i = 0 : n-1
    k = k*(1/sqrt(1 + 2^(-2*i)));
end
 

x = k;
y = 0;
theta_tar = theta*pi/180;  % to be rad
z=theta_tar;
 
% preprocess
if (theta_tar > pi/2)  
    theta_tar = theta_tar - pi/2;
elseif (theta_tar < -pi/2)
    theta_tar = theta_tar + pi/2;
end
     
 for i = 0 : n-1   
         if (z > 0)  
             d =1;
         else
             d=-1;
         end
        x_temp = x;
        y_temp =y;
        z_temp = z;
        x= x_temp - d*y_temp*2^(-i);
        y = y_temp + d*x_temp*2^(-i);
        z = z_temp - d*angle_rad_lut(i+1);
        
end
    
if (theta_tar > pi/2)  
    sin_theta = -x;
    cos_theta = y;
elseif (theta_tar < -pi/2)
    sin_theta = x;
    cos_theta = -y;
else
    sin_theta = y;
    cos_theta = x;
end
end

3.2 已知坐标求相位

待实现

四、cordic算法的verilog实现

待实现

相关推荐
阳明山水1 小时前
销量预测2025—2026:从模型竞赛到系统融合的范式转型
人工智能·深度学习·算法·机器学习·架构
aprilaaaaa2 小时前
(TC397 学习笔记)二、ICU和TIM的时钟计算
笔记·学习·fpga开发
桐盛科技2 小时前
拒绝“漂绿”风险:基于边缘计算的碳排放数据清洗算法与实时校验逻辑
人工智能·算法·边缘计算
Tongzhi20262 小时前
通芝科技考勤软件三大发展趋势:AI大模型、无感识别与数据底座
大数据·科技·算法·爬山算法
eBest数字化转型方案2 小时前
Route Optimization for FMCG:多目标排线算法的工程实现
大数据·人工智能·算法
residual_fan3 小时前
持续对比强化学习(Continual Contrastive Reinforcement Learning)论文分享
人工智能·算法·数据挖掘·数据分析
s_w.h3 小时前
【 计网 】序列化与反序列化
linux·服务器·网络·算法·bash
信奥卷王4 小时前
2025年09月GESPC++五级真题解析(含视频)
算法
白狐_7984 小时前
408 数据结构|外部排序:流程与 k 路归并
数据结构·算法
闻缺陷则喜何志丹4 小时前
【动态规划】P3609 [USACO17JAN] Hoof, Paper, Scissor G
c++·算法·动态规划·洛谷