CORDIC算法优化与FPGA实现：硕士论文精华

该资源是一篇关于正弦余弦计算的CORDIC算法优化及其FPGA实现的硕士学位论文，作者为孔德元，指导教师为盛利元，属于物理电子学专业。文中提到，随着VLSI技术的进步，硬件计算三角函数的需求日益增长，CORDIC算法因其简化复杂三角运算为简单的加减移位操作而被广泛应用。文章提出了一系列优化措施，包括减少反正切函数表容量、降低系统迭代次数、简化校正因子运算、扩大输入角度范围以及在FPGA平台上实现硬件设计。 在串口通信方面，文章提到了在优化CORDIC算法系统中，需要计算机与FPGA之间的串口通信。串口通信主要包括电平转换（例如RS-232与TTL/CMOS）和数据串并转换。MAX232芯片是常用的电平转换接口，其顶层图展示了芯片的功能布局。数据的串并转换通常需要UART，现代处理器通常内置此功能，但FPGA则不然。对于FPGA设计，可以选择外部UART芯片或在FPGA内部实现UART。考虑到成本和资源利用，论文选择了后者。 文章内容主要围绕以下几个方面展开： 1. **CORDIC算法优化**：通过对旋转角度的分析减少反正切函数表大小，从而降低系统资源消耗，同时减少对表的访问次数以提升运算速度。 2. **校正因子运算简化**：改进校正因子的计算过程，进一步优化系统效率。 3. **输入角度范围扩展**：利用三角函数的对称性，将输入角度范围扩大至一个完整周期，增加算法的适用性。 4. **FPGA实现**：使用VHDL语言在FPGA平台上设计硬件，包括整个系统的架构和内部模块，特别是优化的CORDIC算法实现单元，并集成异步串行接口以增强模块化设计。 5. **性能提升**：设计的算法在保持精度的同时提高了运算速度，减少了硬件资源占用。 关键词涉及超大规模集成电路（VLSI）、坐标旋转算法（CORDIC）、超高速集成电路硬件描述语言（VHDL）和现场可编程门阵列（FPGA）。通过这些优化措施，实现了在FPGA上高效且节省资源的正弦和余弦函数计算。