基于FPGA的CORDIC算法实现三角函数运算总结【FPGA数字信号处理第4讲】
2026/9/24 4:49:41 网站建设 项目流程

一、概述

本文将在前文《CORDIC旋转模式实现sin和cos运算》和《CORDIC向量模式实现arctan运算》的基础上,分析CORDIC旋转模式和向量模式的区别,并总结CORDIC算法实现三角函数运算的思路,包括sin、cos、tan、arcsin、arccos和arctan的运算。

二、基于CORDIC算法的各类三角函数计算原理

CORDIC算法主要包括旋转模式和向量模式。在旋转模式下,输入信号为待求角度,初始时令x=1,y=0,将输入向量旋转到一个期望的角度。如果旋转角度大于输入角度,则顺时针旋转;如果旋转角度小于输入角度,则逆时针旋转。经过旋转迭代后的Y值为sin运算结果、X值为cos运算结果。

在向量模式下,初始设定向量的x和y,即对应角度的cos值和sin值,将输入向量旋转到x轴。如果旋转后的y值大于0,则顺时针旋转;如果y值小于0,则逆时针下旋转。经过旋转迭代后,y值接近于0,即向量旋转到接近于x轴的位置,旋转的角度即为arctan值,最终的Y值接近于0,X值为sqrt(x^2+y^2)。

接下来总结基于CORDIC算法的各类三角函数计算原理:

(1)sin:直接使用CORDIC旋转模式,输出的Y值即为sin运算结果。同理,可以通过实现CORDIC旋转模式生成正弦波信号。

(2)cos:直接使用CORDIC旋转模式,输出的X值即为cos运算结果。

(3)tan:通过使用CORDIC旋转模式运算模块,可以得到输入角度的sin值和cos值,将sin值除以cos值,即可得到tan计算结果。

(4)arctan:直接使用CORDIC向量模式,输入的x为1,y为tan值(或者x为cos值,y为sin值),输出的旋转角度alpha即为arctan运算结果。

(5)arcsin:需要将arcsin的计算转换成arctan的计算,假设已知arcsin的计算结果为m,则CORDIC向量模式的输入x为sqrt(1-m^2),y为m,则该模块输出的旋转角度alpha即为arcsin计算结果。

(6)arccos:需要将arccos的计算转换成arctan的计算,假设已知arccos的计算结果为m,则CORDIC向量模式的输入x为m,y为sqrt(1-m^2),则该模块输出的旋转角度alpha即为arccos计算结果。

更多资料欢迎加入知识星球【FPGA设计入门与提高】:https://t.zsxq.com/ytILk

需要专业的网站建设服务?

联系我们获取免费的网站建设咨询和方案报价,让我们帮助您实现业务目标

立即咨询