CORDIC算法驱动的高效复数除法器FPGA实现

在现代数字信号处理领域，复数除法器作为一种关键组件，其高效、精确的性能对于电路设计至关重要。本文由王景存和王映波两位作者探讨了一种创新的复数除法器设计策略，该设计将CORDIC（ Coordinate Rotation Digital Computer）算法巧妙地应用于复杂运算中。CORDIC算法是一种基于微分几何的思想，通过连续的小角度旋转来实现高效的浮点运算，尤其适用于需要大量迭代但计算量相对较小的场景，如复数运算中的相位调整。 传统的复数除法通常涉及大量的乘法和加法操作，这在硬件实现上可能会消耗大量资源并降低速度。作者提出的方法则是利用CORDIC的旋转特性，将乘法和加法转换为简单的旋转操作，这样不仅减少了硬件资源的需求，而且由于旋转后的数据位宽扩张不超过两个比特，进一步降低了迭代次数，从而提高了整体的运算效率。 在FPGA（Field-Programmable Gate Array）验证阶段，该设计展现了显著的优势。FPGA验证结果显示，这个基于CORDIC的复数除法器具有高速度、低器件消耗以及高的计算精度。它能够在保证性能的同时，显著节省硬件成本，这对于资源受限的嵌入式系统和实时应用来说是一个重要的突破。 本文的关键技术包括CORDIC算法的深入理解，复数数学的巧妙应用，以及FPGA平台上的硬件实现和优化。此外，文章还可能探讨了设计过程中的挑战，例如误差分析、性能优化策略以及实际应用中的局限性。整体而言，这篇论文为复数除法器设计提供了一个新颖且实用的解决方案，对于提高数字信号处理系统的性能具有重要的参考价值。