高精度CORDIC算法FPGA实现：超越函数的高效硬件架构

本文主要探讨了在FPGA上实现高精度浮点超越函数的CORDIC算法。CORDIC算法，全称为Coordinate Rotation Digital Computer，是一种用于高效执行角度和向量运算的算法，特别适用于硬件实现，因为它不需要大量的乘法和除法操作，而是通过迭代增量或减量的方式实现。在微处理器设计中，提高计算精度的同时保持低硬件成本是一个关键挑战。 作者提出了一个创新的输入输出浮点处理单元架构，这个硬件设计允许数据在CORDIC算法特有的内部格式与处理器支持的IEEE 754标准浮点数据格式之间无缝转换。这种灵活性使得系统能够直接处理两种不同的角度单位，包括以度为单位和以弧度为单位的数据输入。这对于大角度（超过360度或2π弧度）的处理尤为有利，避免了繁琐的软件预处理步骤，从而显著减少了超越函数计算的时间消耗。 硬件模块不仅提高了计算效率，还考虑到了实用性，能够作为Altera公司Nios II处理器系统的用户自定义指令形式进行集成。为了验证浮点CORDIC模块的正确性，作者编写了C语言程序对其进行测试，确保了算法在实际硬件环境中的有效性和准确性。 这篇论文为高性能微处理器设计提供了一个高效且经济的解决方案，展示了如何利用CORDIC算法在FPGA平台上实现高精度浮点超越函数，这对许多需要高速、高精度计算的应用，如信号处理、控制系统和数字信号处理系统等领域具有重要意义。