【【迭代16次的CORDIC算法-verilog实现】】

2023-12-22 07:52
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/523167。

相关文章

通俗易懂的Java常见限流算法具体实现

通俗易懂的Java常见限流算法具体实现

《通俗易懂的Java常见限流算法具体实现》：本文主要介绍Java常见限流算法具体实现的相关资料,包括漏桶算法、令牌桶算法、Nginx限流和Redis+Lua限流的实现原理和具体步骤,并比较了它们的... 目录一、漏桶算法1.漏桶算法的思想和原理2.具体实现二、令牌桶算法1.令牌桶算法流程:2.具体实现2.1
阅读更多...
MySQL8.0设置redo缓存大小的实现

MySQL8.0设置redo缓存大小的实现

《MySQL8.0设置redo缓存大小的实现》本文主要在MySQL8.0.30及之后版本中使用innodb_redo_log_capacity参数在线更改redo缓存文件大小,下面就来介绍一下,具有一... mysql 8.0.30及之后版本可以使用innodb_redo_log_capacity参数来更改
阅读更多...
C++使用栈实现括号匹配的代码详解

C++使用栈实现括号匹配的代码详解

《C++使用栈实现括号匹配的代码详解》在编程中,括号匹配是一个常见问题,尤其是在处理数学表达式、编译器解析等任务时,栈是一种非常适合处理此类问题的数据结构,能够精确地管理括号的匹配问题,本文将通过C+... 目录引言问题描述代码讲解代码解析栈的状态表示测试总结引言在编程中，括号匹配是一个常见问题，尤其是在
阅读更多...
Java实现检查多个时间段是否有重合

Java实现检查多个时间段是否有重合

《Java实现检查多个时间段是否有重合》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用Java实现检查多个时间段是否有重合,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... 目录流程概述步骤详解China编程步骤1：定义时间段类步骤2：添加时间段步骤3：检查时间段是否有重合步骤4：输出结果示例代码结语作
阅读更多...
使用C++实现链表元素的反转

使用C++实现链表元素的反转

《使用C++实现链表元素的反转》反转链表是链表操作中一个经典的问题,也是面试中常见的考题,本文将从思路到实现一步步地讲解如何实现链表的反转,帮助初学者理解这一操作,我们将使用C++代码演示具体实现,同... 目录问题定义思路分析代码实现带头节点的链表代码讲解其他实现方式时间和空间复杂度分析总结问题定义给定
阅读更多...
Java覆盖第三方jar包中的某一个类的实现方法

Java覆盖第三方jar包中的某一个类的实现方法

《Java覆盖第三方jar包中的某一个类的实现方法》在我们日常的开发中,经常需要使用第三方的jar包,有时候我们会发现第三方的jar包中的某一个类有问题,或者我们需要定制化修改其中的逻辑,那么应该如何... 目录一、需求描述二、示例描述三、操作步骤四、验证结果五、实现原理一、需求描述需求描述如下：需要在
阅读更多...
如何使用Java实现请求deepseek

如何使用Java实现请求deepseek

《如何使用Java实现请求deepseek》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用Java实现请求deepseek功能,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1.deepseek的api创建2.Java实现请求deepseek2.1 pom文件2.2 json转化文件2.2
阅读更多...
python使用fastapi实现多语言国际化的操作指南

python使用fastapi实现多语言国际化的操作指南

《python使用fastapi实现多语言国际化的操作指南》本文介绍了使用Python和FastAPI实现多语言国际化的操作指南,包括多语言架构技术栈、翻译管理、前端本地化、语言切换机制以及常见陷阱和... 目录多语言国际化实现指南项目多语言架构技术栈目录结构翻译工作流1. 翻译数据存储2. 翻译生成脚本
阅读更多...
如何通过Python实现一个消息队列

如何通过Python实现一个消息队列

《如何通过Python实现一个消息队列》这篇文章主要为大家详细介绍了如何通过Python实现一个简单的消息队列,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... 目录如何通过 python 实现消息队列如何把 http 请求放在队列中执行1. 使用 queue.Queue 和 reque
阅读更多...
Python如何实现PDF隐私信息检测

Python如何实现PDF隐私信息检测

《Python如何实现PDF隐私信息检测》随着越来越多的个人信息以电子形式存储和传输,确保这些信息的安全至关重要,本文将介绍如何使用Python检测PDF文件中的隐私信息,需要的可以参考下... 目录项目背景技术栈代码解析功能说明运行结php果在当今，数据隐私保护变得尤为重要。随着越来越多的个人信息以电子形
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2