CORDIC算法优化与FPGA实现：提升速度，降低资源消耗

"这篇硕士学位论文探讨了针对正弦余弦计算的CORDIC（坐标旋转数字计算机）算法的优化及其在FPGA（现场可编程门阵列）中的实现。作者通过研究和实验，提出了一系列优化措施，包括减少反正切函数表的容量、降低流水线级数、减少对反正切函数表的访问次数、简化校正因子运算以及利用三角函数对称性扩大输入角度范围。这些优化使得算法在保持精度的同时，提升了运算速度并降低了硬件资源消耗。在FPGA平台上，使用VHDL（超高速集成电路硬件描述语言）实现了整个系统设计，包括异步串行接口的加入，增强了系统的模块化。实际仿真结果显示，该设计提高了运算速度，减少了硬件资源占用，成功实现了正弦和余弦函数的高效计算。" 文章深入分析了CORDIC算法在VLSI系统中的应用，强调了它如何将复杂三角函数运算转化为简单的加减和移位操作，简化硬件设计。作者首先概述了传统CORDIC算法的研究背景和现状，指出优化的可能性。接着，通过优化算法，解决了速度、面积和精度之间的平衡问题，突破了角度覆盖范围的限制。具体优化措施包括减少旋转角度表的大小，以减少资源使用，以及通过减少对表的访问来提升运算速度。 在FPGA实现部分，作者介绍了开发平台和异步通信的工作原理，使用Quartus 6.1软件进行功能仿真。对比优化后的全局CORDIC算法与传统算法，显示前者在资源消耗上降低了19.67%，速度提高了15.55%，精度达到10.5数量级。此外，设计还包含了异步串行接口，以增强系统模块化。 尽管有这些成就，作者也指出了未来研究的方向，如在保持精度的前提下寻求更快的运算方法，以及解决特殊角度处理的问题，这些角度可能因固定流水线级数导致额外迭代，影响运算速度。 这篇论文不仅提供了CORDIC算法的深度优化方案，而且展示了在FPGA上实现这些优化的实践方法，对于理解硬件优化和FPGA设计具有重要价值，是Python程序员了解这一领域的一个宝贵参考资料。