高基CORDIC算法优化：减少迭代加速FFT应用

本文主要探讨了一种改进的高基CORDIC算法，并着重介绍了其在快速傅立叶变换(FFT)中的应用。传统的CORDIC算法，由Volder等人在1959年提出，基于迭代的方式实现二维向量旋转，其优点在于只需简单的加法和移位运算，能够执行诸如三角函数、对数函数、复数乘法等计算，因此在通信系统中有广泛应用，尤其在节省硬件资源方面表现出色。 然而，对于FFT处理器来说，复数乘法模块和数据存储单元占据了较大的面积。传统的CORDIC算法在处理旋转因子乘法时，由于需要多次迭代以达到足够精度，这在追求高速度和高吞吐率的应用中显得不足。为了提升运算速度并减少迭代次数，研究人员发展了基4CORDIC、RecordedCORDIC以及EEAS-CORDIC等高基CORDIC算法。这些改进算法通过调整基数，降低了迭代次数，从而加快了计算速度。然而，这些算法引入了非恒定的模校正因子，这在一定程度上增加了硬件复杂性和功耗。 针对这一问题，本文作者提出了一种新的改进算法，旨在减少迭代次数的同时保持模校正因子为常数，适用于如FFT旋转因子乘法这样旋转角度可预先确定的场景。这种改进使得算法能够在保持高精度的同时，有效降低硬件需求，包括面积和ROM存储器的占用。经过SMIC 0.13 μm工艺的集成，该复数乘法模块在硬件面积和存储器面积方面分别节省了19.2%和29.1%，显示出明显的优化效果。此外，该算法的SQNR（信号噪声比）超过83 dB，满足了实际应用的高精度要求。 本文的研究对于提高FFT处理器的性能，特别是减少硬件资源开销和提高运算效率具有重要意义，为高性能计算系统的硬件设计提供了新的思路和方法。