CORDIC算法证明过程推导
与占用大量存储单元的NCO不同,CORDIC可以不用预先存储数据,来产生正余弦信号。
CORDIC 可以看作是在“角度空间”中进行的一种特殊的二分查找。它通过迭代使用一系列越来越小的固定角度(查找表),根据当前误差决定方向,高效地逼近目标角度。
而这个“旋转查找”过程的迷人之处在于,它不仅找到了角度,还顺便完成了向量的旋转,并输出了我们需要的三角函数值。
这正是它成为硬件计算核心算法的原因。
以下,是cordic算法的推导证明过程
简易的C++代码实现:
[code]#include using namespace std;const double pi = 3.14159265358979323846;const int ITERATIONS = 16; // 迭代次数,16次通常足够精确(2^16)// CORDIC算法计算sin和cosvoid cordic(double angle_rad, double &cos_val, double &sin_val) { // 角度预处理:将角度限制在[-pi, pi]范围 if (angle_rad > pi) angle_rad -= 2 * pi; else if (angle_rad < -pi) angle_rad += 2 * pi; // 进一步限制在[-pi/2, pi/2]范围 int quadrant = 0; // 记录象限 if (angle_rad > pi/2) { angle_rad -= pi; quadrant = 1; } else if (angle_rad < -pi/2) { angle_rad += pi; quadrant = 1; } // 预计算的arctan(2^{-i})表 double atan_table[ITERATIONS] = { 0.7853981633974483, // arctan(2^0) = 45° 0.4636476090008061, // arctan(2^-1) 0.24497866312686414, 0.12435499454676144, 0.06241880999595735, 0.031239833430268277, 0.015623728620476831, 0.007812341060101111, 0.0039062301319669718, 0.0019531225164788188, 0.0009765621895593195, 0.0004882812111948983, 0.00024414062014936177, 0.00012207031189367021, 6.103515617420877e-05, 3.0517578115526096e-05 }; // CORDIC旋转迭代 double x = 1.0; // 初始x = 1/K ≈ 0.60725 double y = 0.0; // 初始y = 0 double z = angle_rad; // 当前角度(目标角度) for (int i = 0; i < ITERATIONS; i++) { double sigma = (z >= 0) ? 1.0 : -1.0; // 旋转方向 double x_new, y_new; if (sigma > 0) { // 逆时针旋转 x_new = x - (y / (1 |