FPGA实现的CORDIC算法正余弦信号发生器

"这篇文档是关于使用CORDIC算法在FPGA中实现正余弦信号发生器的研究。作者Tanya Vladimirova和Hans Tiggeler来自英国萨里大学的萨里空间中心。该研究涉及理论调查冗余CORDIC系统，并基于Actel和Xilinx FPGA的综合结果进行了总结。此外，还讨论了CORDIC正余弦信号发生器在小型卫星中的应用。关键词包括CORDIC、正弦、余弦、FPGA、综合、冗余二进制小数系统。" CORDIC（坐标旋转数字计算机）算法是一种高效的数字信号处理技术，由Volder在1959年提出。它最初用于计算二维笛卡尔坐标系中的向量旋转，进而可以求解向量的长度和角度。随着时间的推移，CORDIC算法被扩展到乘法、除法、对数、指数和双曲函数的计算。 在FPGA（现场可编程门阵列）中实现CORDIC算法具有速度快、硅片面积效率高的优点。FPGA是一种可重构硬件，允许设计者根据需求定制逻辑功能，因此特别适合用于需要快速响应和高效运算的实时系统，如信号发生器。 正余弦信号发生器是许多电子系统的基础，包括通信、测试设备和控制应用。通过CORDIC算法，可以在FPGA内部生成精确的正弦和余弦波形，而无需复杂的数学库或硬件乘法器。CORDIC的工作原理基于迭代的旋转变换，每次迭代仅涉及到位移操作，这大大降低了硬件复杂度。 冗余CORDIC系统是该算法的一种优化形式，通过使用冗余二进制小数表示来提高精度和速度。在理论调查中，可能会探讨如何通过减少计算步骤和优化位宽分配来进一步提升性能。在实际应用中，基于Actel和Xilinx FPGA的合成结果表明，这种优化方法可以有效降低功耗和芯片面积。 文章最后，作者讨论了CORDIC正余弦信号发生器在小型卫星中的应用场景。在航天领域，由于空间和功率限制，低功耗、高效率的信号发生器至关重要。CORDIC的特性使其成为卫星通信系统、姿态控制和其他需要精确信号生成任务的理想选择。 这篇文章提供了关于CORDIC算法在FPGA实现正余弦信号发生器的深入研究，强调了其在小型卫星应用中的潜力和优势。通过对理论与实践的结合，为FPGA设计者提供了有价值的参考信息。