纯数字电路的FPGA,实现平方根是比较麻烦的

李倩 发表于 2018-06-08 14:40:37 收藏 已收藏
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纯数字电路的FPGA,实现平方根是比较麻烦的

李倩 发表于 2018-06-08 14:40:37

我知道,我对与电子有关的所有事情都很着迷,但不论从哪个角度看,今天的现场可编程门阵列(FPGA),都显得“鹤立鸡群”,真是非常棒的器件。如果在这个智能时代,在这个领域,想拥有一技之长的你还没有关注FPGA,那么世界将抛弃你,时代将抛弃你。

作为纯数字电路的FPGA,实现平方根是比较麻烦的。毕竟硬件不支持这种算法。

好在厂家的IP核中有相关的平方根IP库,所以用起来也很方便。

上图是在QUARTUS下调用库中的IP核,综合适配后的资源使用情况,逻辑单元使用的1369个,占总资源的22%,片上硬件乘法器使用了16个。可以说是在资源有限的情况下,使用资源量还是很大的。

前几篇文章中,我们介绍了使用CORDIC算法计算三角函数sin和cos的值。计算三角函数sin和cos的值是利用CORDIC算法的旋转模式来进行的。而在向量模式下,可以使用CORDIC算法计算平方根。

如图,使用CORDIC算法计算平方根,FPGA资源的使用情况。逻辑单元使用了10%,乘法器使用的6个,片上ram只是用的不到1%。可以说在资源有限的情况下,是非常好的选择 。但是要注意,算法本身可使用流水线操作,也可使用其他方式操作,计算周期要根据迭代的次数决定,迭代次数越大,计算越精确,同样,计算的周期也越长。

上图是迭代16次后的结果,可以清楚地看到,输入xi,yi,输出sqrt_out,结果非常精确。在时序不是很紧的情况下,可以使用这种方法。

具体详细的算法,可根据之前介绍的CORDIC算法自行推理。

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