vivado CORDIC ip核计算arctan记录-Toy模板网

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前言

本文主要记录自己使用vivado CORDIC ip 核计算arctan的过程。

一、CORDIC ip核配置

下面是我测试工程的具体配置。
vivado CORDIC ip核计算arctan记录
要计算arctan需要在Functional Selection选择为“Arc Tan”，结构默认为并行结构。Pipelining Mode可以设置为最大值（Maximum）、最优值（Optimal）和不设置流水线（No pipelining即纯组合逻辑实现）。增加流水线级数可以提高计算速度。计算arctan时Data Format固定为带符号小数（SignedFraction）。Phase Format可以设置为Radians（范围-pi到pi）或Scaled Radians（范围-1到1），即第二种模式的结果为第一种的1/pi。

Input/Output Options中设置输入数据位宽和输出数据位宽，以及舍位的模式，这里选择为Nearest Even，表示最接近的值（可以理解为四舍五入）。

“Coarse Rotation”，默认为勾选。选中此值时，CORDIC的输出范围是-pi到pi；没有选中时，CORDIC的输出范围是-1/4pi到1/4pi。一般选前者。

vivado CORDIC ip核计算arctan记录
这里是一些接口的选取。

在这个界面可以知道Latency为35，输入32位其中1位符号位，一位整数位，30位小数位，输出为1位符号位，2位整数位，29位小数位。

xilinx ip 书册PG105第28页给了一个示例，便于理解输入输出的定点数形式。另外注意输入数据要保证输入数据的范围限定在-1~1之间。如果不能确定要输入数据的范围，可以先仿真，确定数据的最大值和最小值是否超出了该范围。如果超过可以用进行移位，缩小输入数据范围。由于是带符号数二进制补码，移位时注意高位补符号位，如{q[32],q[31:1],i[32],i[31:1]}。

二、CORDIC ip核接口

在建好ip核后找到veo文件，例化模板，下面为我测试工程的接口。
cordic_atan your_instance_name (
.aclk(aclk), // input wire aclk
.aresetn(aresetn), // input wire aresetn
.s_axis_cartesian_tvalid(s_axis_cartesian_tvalid), // input wire s_axis_cartesian_tvalid
.s_axis_cartesian_tdata(s_axis_cartesian_tdata), // input wire [63 : 0] s_axis_cartesian_tdata
.m_axis_dout_tvalid(m_axis_dout_tvalid), // output wire m_axis_dout_tvalid
.m_axis_dout_tdata(m_axis_dout_tdata) // output wire [31 : 0] m_axis_dout_tdata
);
其中s_axis_cartesian_tvalid是两路输入数据的拼接，如arctan（y/x），y为高32位，x为低32位，

三、仿真波形

vivado CORDIC ip核计算arctan记录
下面进行对结果的验证，arctan（-1000000/1000000）结果显然为-pi/4，因为我在配置时选用的Scaled Radians模式，所以结果应为（-pi/4）/pi=-0.25.仿真结果的范围必定是在（-1到1）之间，所以结果的整数位完全可以忽略，直接将结果用十进制有符号数显示，为-134217740，因为结果小数位为29位，将-134217740除以2^29，得-0.250000022351741790771484375，可见结果正确。