【【迭代16次的CORDIC算法-verilog实现】】

2023-12-22 07:01
文章标签 算法 实现 16 迭代 verilog cordic

本文主要是介绍【【迭代16次的CORDIC算法-verilog实现】】，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

迭代16次的CORDIC算法-verilog实现 -32位迭代16次verilog代码实现

CORDIC.v

module cordic32#(parameter         DATA_WIDTH    =      8'd32  ,     // we set data widthparameter         PIPELINE      =      5'd16        // Optimize waveform)(input                              clk       ,input                              rst_n     ,input    signed    [DATA_WIDTH - 1 : 0]   phase     ,input                              ena       ,output  reg signed [DATA_WIDTH - 1  : 0]   sin_out   ,output  reg signed [DATA_WIDTH - 1  : 0]   cos_out);// -----------------------------------------------  \\//    next is define and parameter                  \\// ------------------------------------------------- \\
reg    signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     phase_reg    ;reg    signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     phase_reg1    ;reg    signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X0           ;reg    signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     Y0           ;reg    signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     Z0           ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X1 , Y1 , Z1 ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X2 , Y2 , Z2 ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X3 , Y3 , Z3 ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X4 , Y4 , Z4 ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X5 , Y5 , Z5 ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X6 , Y6 , Z6 ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X7 , Y7 , Z7 ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X8 , Y8 , Z8 ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X9 , Y9 , Z9 ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X10 , Y10 , Z10 ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X11 , Y11 , Z11 ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X12 , Y12 , Z12 ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X13 , Y13 , Z13 ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X14 , Y14 , Z14 ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X15 , Y15 , Z15 ;wire   signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     X16 , Y16 , Z16 ;reg    signed     [DATA_WIDTH - 1 : 0]     XN15 , YN15     ;reg [1:0] quadrant[PIPELINE : 0] ;integer i ;// We will convert all new angles to the first quadrant//always@(posedge clk or negedge rst_n)beginif( rst_n == 0 )beginphase_reg <= 0 ;phase_reg1 <= 0 ;endelse if( ena == 1)beginphase_reg1 <= phase ;case(phase[DATA_WIDTH - 1 : DATA_WIDTH - 2])2'b00 :phase_reg <= phase                 ;2'b01 :phase_reg <= phase - 32'h40000000  ;   // -902'b10 :phase_reg <= phase - 32'h80000000  ;   // -1802'b11 :phase_reg <= phase - 32'hC0000000  ;   // -270default :phase_reg <= 32'h00   ; endcaseendend// We begin the initialization operation// we set 0.607253*???2^31-1???,32'h4DBA775Falways@(posedge clk or negedge rst_n)beginif(rst_n == 0 )beginX0 <= 0 ;Y0 <= 0 ;Z0 <= 0 ;endelse if(ena == 1)beginX0 <= 32'h4DBA775F ;Y0 <= 0            ;Z0 <= phase_reg    ;endend// for instantiation - 16
INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd0 ),.ANGLE      ( 32'h20000000 )
)u_INTERATION0(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X0         ),.Y0         ( Y0         ),.Z0         ( Z0         ),.X1         ( X1         ),.Y1         ( Y1         ),.Z1         ( Z1         )
);INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd1 ),.ANGLE      ( 32'h12E4051D )
)u_INTERATION1(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X1         ),.Y0         ( Y1         ),.Z0         ( Z1         ),.X1         ( X2         ),.Y1         ( Y2         ),.Z1         ( Z2         )
);INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd2 ),.ANGLE      ( 32'h09FB385B )
)u_INTERATION2(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X2         ),.Y0         ( Y2         ),.Z0         ( Z2         ),.X1         ( X3         ),.Y1         ( Y3         ),.Z1         ( Z3         )
);INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd3 ),.ANGLE      ( 32'h051111D4 )
)u_INTERATION3(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X3         ),.Y0         ( Y3         ),.Z0         ( Z3         ),.X1         ( X4         ),.Y1         ( Y4         ),.Z1         ( Z4         )
);INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd4 ),.ANGLE      ( 32'h028B0D43 )
)u_INTERATION4(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X4         ),.Y0         ( Y4         ),.Z0         ( Z4         ),.X1         ( X5         ),.Y1         ( Y5         ),.Z1         ( Z5         )
);INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd5 ),.ANGLE      ( 32'h0145D7E1 )
)u_INTERATION5(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X5         ),.Y0         ( Y5         ),.Z0         ( Z5         ),.X1         ( X6         ),.Y1         ( Y6         ),.Z1         ( Z6         )
);INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd6 ),.ANGLE      ( 32'h00A2F61E )
)u_INTERATION6(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X6         ),.Y0         ( Y6         ),.Z0         ( Z6         ),.X1         ( X7         ),.Y1         ( Y7         ),.Z1         ( Z7         )
);INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd7 ),.ANGLE      ( 32'h00517C55 )
)u_INTERATION7(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X7         ),.Y0         ( Y7         ),.Z0         ( Z7         ),.X1         ( X8         ),.Y1         ( Y8         ),.Z1         ( Z8         )
);INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd8 ),.ANGLE      ( 32'h0028BE53 )
)u_INTERATION8(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X8         ),.Y0         ( Y8         ),.Z0         ( Z8         ),.X1         ( X9         ),.Y1         ( Y9         ),.Z1         ( Z9         )
);INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd9 ),.ANGLE      ( 32'h00145F2F )
)u_INTERATION9(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X9         ),.Y0         ( Y9         ),.Z0         ( Z9         ),.X1         ( X10         ),.Y1         ( Y10         ),.Z1         ( Z10         )
);INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd10 ),.ANGLE      ( 32'h000A2F98 )
)u_INTERATION10(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X10         ),.Y0         ( Y10         ),.Z0         ( Z10         ),.X1         ( X11         ),.Y1         ( Y11         ),.Z1         ( Z11         )
);INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd11 ),.ANGLE      ( 32'h000517CC )
)u_INTERATION11(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X11         ),.Y0         ( Y11         ),.Z0         ( Z11         ),.X1         ( X12         ),.Y1         ( Y12         ),.Z1         ( Z12         )
);INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd12 ),.ANGLE      ( 32'h00028BE6 )
)u_INTERATION12(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X12         ),.Y0         ( Y12         ),.Z0         ( Z12         ),.X1         ( X13         ),.Y1         ( Y13         ),.Z1         ( Z13         )
);INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd13 ),.ANGLE      ( 32'h000145F3 )
)u_INTERATION13(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X13         ),.Y0         ( Y13         ),.Z0         ( Z13         ),.X1         ( X14         ),.Y1         ( Y14         ),.Z1         ( Z14         )
);INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd14 ),.ANGLE      ( 32'h0000A2FA )
)u_INTERATION14(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X14         ),.Y0         ( Y14         ),.Z0         ( Z14         ),.X1         ( X15         ),.Y1         ( Y15         ),.Z1         ( Z15         )
);INTERATION#(.DATA_WIDTH ( 8'd32 ),.shift      ( 5'd15 ),.ANGLE      ( 32'h0000517D )
)u_INTERATION15(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.ena        ( ena        ),.X0         ( X15         ),.Y0         ( Y15         ),.Z0         ( Z15         ),.X1         ( X16         ),.Y1         ( Y16         ),.Z1         ( Z16         )
);// iteration over always@(posedge clk or negedge rst_n)
beginif(rst_n == 0)for(i = 0 ; i < PIPELINE ; i=i+1)quadrant[i] <= 0 ;elseif(ena == 1)beginfor(i = 0 ; i < PIPELINE ; i=i+1)quadrant[i+1] <= quadrant[i] ;quadrant[0] <= phase_reg1[DATA_WIDTH - 1 : DATA_WIDTH - 2] ;end
end//------------------------------------------  \\//------------------------------------------  \\
//  Prevent overflow caused by small decimals and negative complement
//always @(posedge clk or negedge rst_n)if(rst_n == 0)XN15<=0;else if(X15[31:30] == 2'b11)//小于0XN15<=~X15 + 1'b1;else if(X15[31:30] == 2'b10)//大于1XN15<=32'h80000000 - X15 + 32'h80000000;else XN15 <= X15;always @(posedge clk or negedge rst_n )if(rst_n == 0)YN15 <=0;else if(Y15[31:30] == 2'b11)//小于0 YN15 <=~Y15 + 1'b1;else if(Y15[31:30] == 2'b10)//大于1YN15 <=32'h80000000 -Y15 + 32'h80000000;else YN15 <=Y15;// 
//   The results of different phases are also different//   phase[DATA_WIDTH -1 : DATA_WIDTH -2]//  00 first  quadrant//  01 second quadrant//  10 third  quadrant//  11 Fourth Quadrantalways@(posedge clk or negedge rst_n)
beginif(rst_n == 0)begincos_out <= 0 ;sin_out <= 0 ;endelse if( ena == 1)begincase(quadrant[16]) 2'b00 :begincos_out <= XN15 ;sin_out <= YN15 ;end2'b01 :begincos_out <= ~YN15 + 1'b1;sin_out <= XN15        ;end2'b10 :begincos_out <= ~XN15 + 1'b1  ;sin_out <= ~YN15 + 1'b1 ;end2'b11 :begincos_out <= YN15        ;sin_out <= ~XN15 + 1'b1 ;endendcaseend
end
endmodule

ITERATION.v

module INTERATION #(parameter   DATA_WIDTH       =    8'd32       ,parameter   shift            =    5'd0        ,parameter   ANGLE            =    32'h20000000)(input                                  clk     ,input                                  rst_n   ,input                                  ena     ,input       signed  [DATA_WIDTH - 1 : 0]      X0      ,input       signed  [DATA_WIDTH - 1 : 0]      Y0      ,input       signed  [DATA_WIDTH - 1 : 0]      Z0      ,output  reg signed  [DATA_WIDTH - 1 : 0]      X1      ,output  reg signed  [DATA_WIDTH - 1 : 0]      Y1      ,output  reg signed  [DATA_WIDTH - 1 : 0]      Z1);always@(posedge clk or negedge rst_n)beginif( rst_n == 0)beginX1 <= 0 ;Y1 <= 0 ;Z1 <= 0 ;endelse if( ena == 1)beginif(Z0[DATA_WIDTH - 1] == 0 )begin// X1 <= X0 - {{shift{ Y0[DATA_WIDTH - 1] }} ,Y0[DATA_WIDTH - 1 : shift] } ;// Y1 <= Y0 + {{shift{ X0[DATA_WIDTH - 1] }} ,X0[DATA_WIDTH - 1 : shift] } ;X1 <= X0 - (Y0>>>shift);Y1 <= Y0 + (X0>>>shift);Z1 <= Z0 - ANGLE                                                    ;endelse if(Z0[DATA_WIDTH - 1] == 1 )begin//X1 <= X0 + {{shift{ Y0[DATA_WIDTH - 1 ] }} ,Y0[DATA_WIDTH - 1 : shift] } ;// Y1 <= Y0 - {{shift{ X0[DATA_WIDTH - 1 ] }} ,X0[DATA_WIDTH - 1 : shift] } ;X1 <= X0 + (Y0>>>shift) ;Y1 <= Y0 - {X0>>>shift} ;Z1 <= Z0 + ANGLE                                                    ;endendendendmodule

CORDIC_tb.v

module cordic_tb #(parameter         DATA_WIDTH    =      8'd32  ,     // we set data widthparameter         PIPELINE      =      5'd16        // Optimize waveform    
);
reg                                 clk       ;
reg                                 rst_n     ;
reg          [DATA_WIDTH - 1 : 0]   phase     ;
reg                                 ena       ;
wire         [DATA_WIDTH - 1  : 0]   sin_out   ;
wire         [DATA_WIDTH - 1 : 0]   cos_out   ;integer i;
cordic32#(.DATA_WIDTH ( DATA_WIDTH ),.PIPELINE   ( PIPELINE )
)u_cordic32(.clk        ( clk        ),.rst_n      ( rst_n      ),.phase      ( phase      ),.ena        ( ena        ),.sin_out    ( sin_out    ),.cos_out    ( cos_out    )
);initial
begin#0 clk = 1'b0;ena   = 1'b1 ;#10 rst_n = 1'b0;#10 rst_n = 1'b1;#20000000 $stop;
end initial
beginrepeat(10)begin#0 phase = 32'd0;for(i=0;i<131072;i=i+1)begin#10;phase <= phase + 32'h8000;endend
end
always #10
beginclk = ~clk;
endendmodule

README.md

在完成CORDIC的7次迭代之后 我在思考一个问题 8位进行了7次迭代 最后迭代至0号称没有误差了
我们是否可以通过 扩展至32位 进行多次迭代  将误差不断的缩小 本次数据参考至 网上的其他教程 我并没有自己去计算 我把结构优化一下 修改成更加便于理解使用的形式还有一件事 是 进制 与 Π 转化的问题 
对于 8位 其实我们 一开始将Π 设定为 1000_0000
那么对于 Π/4 是否就是1000_0000 的 四分之一 对于二进制 其实就是整体的数字进行移位 
我们将1000_0000 移动至 0010_0000 于此 而对于 32位我们32'h8000000 就是一个Π
而 32’h2000_0000 就是四分之Π 还有一件事 说明 我在写例化的时候 将数据完全完整的例化了下来 写的很长 这样并不是很好 
后面学习中 我看别人是 这么处理的 
genvar die;
generatefor (die = 0; die <Pipeline; die=die+1)begin: dieLoopalways @(posedge CLK_SYS or negedge RST_N)if (!RST_N) beginxn[die+1] <= 32'h0;yn[die+1] <= 32'h0;zn[die+1] <= 32'h0;endelse begin             if(zn[die][31]==1'b0)//角度符号判断beginxn[die+1] <= xn[die] - (yn[die]>>>die);yn[die+1] <= yn[die] + (xn[die]>>>die);zn[die+1] <= zn[die] - rot[die];  endelse beginxn[die+1] <= xn[die] + (yn[die]>>>die);yn[die+1] <= yn[die] - (xn[die]>>>die);zn[die+1] <= zn[die] + rot[die];  endendend
endgenerate# 还有一件事 对于溢出的考量 
我们所作溢出的考量 其实我们设定了32'h8000_0000 这既是Π的值 也是 1的设定 
但是在实际的运用和计算中 我们其实永远也达不到1 嘿嘿 
因为我们把最高位设计成了 符号位 
那么最大 也就是1 我们约等于 32'h7fff_ffff
这里需要注意的是[31:28] 是 7 也就是0111 非常重要的一个结论 我们最高位0代表了符号位
那么对于设计到第一象限的[31:30] 的值可以取 00 01 但是 10 11我们要对其进行合适的转化
所以便有了我们  对溢出的操作 always @(posedge clk or negedge rst_n)if(rst_n == 0)XN15<=0;else if(X15[31:30] == 2'b11)//小于0XN15<=~X15 + 1'b1;else if(X15[31:30] == 2'b10)//大于1XN15<=32'h80000000 - X15 + 32'h80000000;else XN15 <= X15;always @(posedge clk or negedge rst_n )if(rst_n == 0)YN15 <=0;else if(Y15[31:30] == 2'b11)//小于0 YN15 <=~Y15 + 1'b1;else if(Y15[31:30] == 2'b10)//大于1YN15 <=32'h80000000 -Y15 + 32'h80000000;else YN15 <=Y15;注意在设计的时候 定义成reg signed 的形式 将其设计为有符号位

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

这篇关于【【迭代16次的CORDIC算法-verilog实现】】的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/522996。

相关文章

Java设计模式---迭代器模式(Iterator)解读

Java设计模式---迭代器模式(Iterator)解读

《Java设计模式---迭代器模式(Iterator)解读》：本文主要介绍Java设计模式---迭代器模式(Iterator),具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,... 目录1、迭代器（Iterator）1.1、结构1.2、常用方法1.3、本质1、解耦集合与遍历逻辑2、统一
阅读更多...
关于集合与数组转换实现方法

关于集合与数组转换实现方法

《关于集合与数组转换实现方法》：本文主要介绍关于集合与数组转换实现方法,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录1、Arrays.asList()1.1、方法作用1.2、内部实现1.3、修改元素的影响1.4、注意事项2、list.toArray()2.1、方
阅读更多...
Java中的雪花算法Snowflake解析与实践技巧

Java中的雪花算法Snowflake解析与实践技巧

《Java中的雪花算法Snowflake解析与实践技巧》本文解析了雪花算法的原理、Java实现及生产实践,涵盖ID结构、位运算技巧、时钟回拨处理、WorkerId分配等关键点,并探讨了百度UidGen... 目录一、雪花算法核心原理1.1 算法起源1.2 ID结构详解1.3 核心特性二、Java实现解析2.
阅读更多...
使用Python实现可恢复式多线程下载器

使用Python实现可恢复式多线程下载器

《使用Python实现可恢复式多线程下载器》在数字时代,大文件下载已成为日常操作,本文将手把手教你用Python打造专业级下载器,实现断点续传,多线程加速,速度限制等功能,感兴趣的小伙伴可以了解下... 目录一、智能续传：从崩溃边缘抢救进度二、多线程加速：榨干网络带宽三、速度控制：做网络的好邻居四、终端交互
阅读更多...
java实现docker镜像上传到harbor仓库的方式

java实现docker镜像上传到harbor仓库的方式

《java实现docker镜像上传到harbor仓库的方式》：本文主要介绍java实现docker镜像上传到harbor仓库的方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地... 目录1. 前 言2. 编写工具类2.1 引入依赖包2.2 使用当前服务器的docker环境推送镜像2.2
阅读更多...
C++20管道运算符的实现示例

C++20管道运算符的实现示例

《C++20管道运算符的实现示例》本文简要介绍C++20管道运算符的使用与实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧... 目录标准库的管道运算符使用自己实现类似的管道运算符我们不打算介绍太多，因为它实际属于c++20最为重要的
阅读更多...
Java easyExcel实现导入多sheet的Excel

Java easyExcel实现导入多sheet的Excel

《JavaeasyExcel实现导入多sheet的Excel》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用JavaeasyExcel实现导入多sheet的Excel,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可... 目录1.官网2.Excel样式3.代码1.官网easyExcel官网2.Excel样式3.代码
阅读更多...
python实现对数据公钥加密与私钥解密

python实现对数据公钥加密与私钥解密

《python实现对数据公钥加密与私钥解密》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用python实现对数据公钥加密与私钥解密,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 目录公钥私钥的生成使用公钥加密使用私钥解密公钥私钥的生成这一部分，使用python生成公钥与私钥，然后保存在两个文
阅读更多...
浏览器插件cursor实现自动注册、续杯的详细过程

浏览器插件cursor实现自动注册、续杯的详细过程

《浏览器插件cursor实现自动注册、续杯的详细过程》Cursor简易注册助手脚本通过自动化邮箱填写和验证码获取流程,大大简化了Cursor的注册过程,它不仅提高了注册效率,还通过友好的用户界面和详细... 目录前言功能概述使用方法安装脚本使用流程邮箱输入页面验证码页面实战演示技术实现核心功能实现1. 随机
阅读更多...
Golang如何对cron进行二次封装实现指定时间执行定时任务

Golang如何对cron进行二次封装实现指定时间执行定时任务

《Golang如何对cron进行二次封装实现指定时间执行定时任务》：本文主要介绍Golang如何对cron进行二次封装实现指定时间执行定时任务问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误... 目录背景cron库下载代码示例【1】结构体定义【2】定时任务开启【3】使用示例【4】控制台输出总结背景
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2