一種快速計(jì)算正弦余弦數(shù)值的電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種快速計(jì)算正弦余弦數(shù)值的電路，所述電路包括分離器、加法器、移位器、正余弦表、兩個(gè)寄存器、兩個(gè)乘法器和兩個(gè)比較器。本實(shí)用新型利用反饋查找的方式，在不增加額外電路成本的情況下，快速計(jì)算第一象限中任意坐標(biāo)所對應(yīng)的正弦值和余弦值，和傳統(tǒng)的計(jì)算方式相比，無需使用除法運(yùn)算和開方運(yùn)算，執(zhí)行速度快，節(jié)省電路硬件成本，提高了資源利用率并且電路結(jié)構(gòu)簡單。
【專利說明】一種快速計(jì)算正弦余弦數(shù)值的電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及于一種快速計(jì)算正弦余弦數(shù)值電路。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著當(dāng)代電子技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，在圖形渲染領(lǐng)域要求硬件開銷更少，速度更快的渲染系統(tǒng)。尤其在二維矢量圖形渲染過程中，需要計(jì)算每一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)所對應(yīng)的正弦值和余弦值。因此，正余弦數(shù)值計(jì)算電路直接影響著整個(gè)渲染的性能和硬件開銷。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，某坐標(biāo)對應(yīng)的正弦值和余弦值計(jì)算電路一般都直接根據(jù)正余弦的計(jì)算公式直接計(jì)算，但在實(shí)現(xiàn)過程中需要硬件和時(shí)間開銷巨大的除法運(yùn)算和開方運(yùn)算。如何在硬件資源有限的環(huán)境下快速的獲得該點(diǎn)坐標(biāo)對應(yīng)的正弦值和余弦值，成為一個(gè)急待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種低硬件開銷的快速計(jì)算某坐標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的正弦和余弦值電路。
[0005]為解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種快速計(jì)算正弦余弦數(shù)值電路，其特征在于:所述電路包括分離器、加法器、移位器、正余弦表、兩個(gè)寄存器、兩個(gè)乘法器和兩個(gè)比較器；其中所述分離器的第一輸入端和第二輸入端分別與第一比較器的輸出端和移位器的輸出端相連；所述分離器的第一輸出端和第二輸出端分別與第一寄存器的輸入端和第二寄存器的輸入端相連；當(dāng)所述第一比較器的輸出為I的時(shí)候，所述移位器的輸出連接到所述第一寄存器的輸入端；當(dāng)所述第一比較器的輸出為O的時(shí)，所述移位器的輸出連接到所述第二寄存器的輸入端；所述第一寄存器中的初始數(shù)值為90，代表角度值，其輸出端與加法器和第二比較器的第一輸入端相連；所述第二寄存器的初始數(shù)值為0，代表角度值，所述第二寄存器的輸出端與加法器的輸入端和第二比較器的第二輸入端相連；所述加法器的輸出端與移位器的輸入端相連；所述移位器進(jìn)行右移一位操作，代表整數(shù)運(yùn)算中的除2運(yùn)算；所述第二比較器的輸出端輸出系統(tǒng)輸出信號(hào)finish ;所述正余弦表存放O?89度各角度對應(yīng)的正弦值和余弦值，其輸入端與所述移位器的輸出端相連，其第一輸出端Sin連接第一乘法器的輸入端和系統(tǒng)輸出x/sqrt (x2+y2),其第二輸出端Cos連接第二乘法器的輸入端和系統(tǒng)輸出y/sqrt (x2+y2),通過所述正余弦表輸入端輸入的角度值，同時(shí)輸出該角度對應(yīng)的正弦值和余弦值。如果第一比較器的第一輸入端數(shù)值大于或等于所述第一比較器的所述第二輸入端的輸入端數(shù)值，則所述比較器的輸出結(jié)果為I ;如果所述第一比較器的第二輸入端數(shù)值大于所述第一比較器的第一輸入端數(shù)值，則所述第一比較器的輸出結(jié)果為O0
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型利用不斷更新輸入到正余弦表的角度，通過系統(tǒng)輸入的第一象限坐標(biāo)點(diǎn)的角度與輸入到正余弦表的角度做比較，利用反饋結(jié)果不斷更新正余弦表的輸入角度，直至第一象限坐標(biāo)點(diǎn)的角度與正余弦表的輸入角度相等，因此快速得到該坐標(biāo)點(diǎn)所對應(yīng)的正余弦值，從而避免傳統(tǒng)正余弦值計(jì)算過程中的除法和開方運(yùn)算，節(jié)省了電路硬件成本，提高了電路運(yùn)行速度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電路示意圖。

【具體實(shí)施方式】
:
[0008]下面通過【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0009]請參考圖1，在本實(shí)用新型的第一實(shí)施例中，正余弦表7:由已有初始化數(shù)據(jù)的SRAM或FLASHMEM0RY或EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器組成，其初始化數(shù)據(jù)為O?90度角度的正弦值和余弦值，所記錄的角度的精度可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用調(diào)整，若精度為I度，則該表中共91條記錄，若精度為0.5度，則該表中共182條記錄，以此類推。
[0010]X和y為系統(tǒng)輸入，代表第一象限內(nèi)某點(diǎn)坐標(biāo)，其系統(tǒng)輸入值要求非負(fù)且不相等；
[0011]finish、x/sqrt (x2+y2)和 y/sqrt (x2+y2)為系統(tǒng)輸出接口，當(dāng) finish 信號(hào)為 I 時(shí),表示電路運(yùn)行完畢，此時(shí)輸出接口 x/sqrt(X2+y2)和y/sqrt (x2+y2)分別表示電路運(yùn)行所得的該輸入坐標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的正弦值和余弦值；
[0012]分離器I的兩個(gè)輸入端分別與比較器10的輸出端和移位器5的輸出端連接；所述分離器I的第一輸出端與寄存器2的輸入端相連,第二輸出端與寄存器3的輸入端相連；當(dāng)比較器10輸出為I的時(shí)候，移位器5的輸出連接到寄存器2的輸入端，當(dāng)比較器10輸出為O的時(shí)候，移位器5的輸出連接到寄存器3的輸入端；
[0013]寄存器2中初始化數(shù)值為90，代表角度值，其輸入端連接分離器I的第一輸出端，輸出端與加法器4的輸入端和比較器6的第一輸入端相連；
[0014]寄存器3中初始化數(shù)值為0，代表角度值，其輸入端連接分離器I的第二輸出端，輸出端與加法器4的輸入端和比較器6的第二輸入端相連；
[0015]加法器4的第一輸入端和第二輸入端分別連接寄存器2和寄存器3的輸出端，其輸出端與移位器5的輸入端連接；
[0016]移位器5的輸入端與加法器4的輸出端連接，進(jìn)行右移一位操作，代表整數(shù)運(yùn)算中的除2運(yùn)算；
[0017]比較器6的第一輸入端與寄存器2的輸出端連接,其第二輸入端與寄存器3的輸出端連接，其輸出端代表系統(tǒng)輸出信號(hào)finish ；
[0018]正余弦表7中為O?89度各角度對應(yīng)的正弦值和余弦值，其輸入端連接移位器5的輸出端，其輸出端Sin連接乘法器8的輸入端和系統(tǒng)輸出x/sqrt (x2+y2),輸出端Cos連接乘法器9的輸入端和系統(tǒng)輸出y/sqrt (x2+y2),通過輸入端的角度值，同時(shí)輸出該角度對應(yīng)的正弦值和余弦值；正余弦表7的正弦輸出端數(shù)值與輸入X經(jīng)過乘法器8相乘；正余弦表7的余弦輸出端數(shù)值與輸入I經(jīng)過乘法器9相乘；
[0019]乘法器8和乘法器9的輸出端分別鏈接比較器10的第一輸入端和第二輸入端；
[0020]若比較器10的第一輸入端數(shù)值大于或等于比較器10的第二輸入端數(shù)值，則比較器10的輸出結(jié)果為I ;若比較器10的第二輸入端數(shù)值大于比較器10的第一輸入端數(shù)值，則比較器10的輸出結(jié)果為O ;
[0021]本實(shí)用新型利用不斷更新輸入到正余弦表的角度，通過系統(tǒng)輸入的第一象限坐標(biāo)點(diǎn)的角度與輸入到正余弦表的角度做比較，利用反饋結(jié)果不斷更新正余弦表的輸入角度，直至第一象限坐標(biāo)點(diǎn)的角度與正余弦表的輸入角度相等，因此快速得到該坐標(biāo)點(diǎn)所對應(yīng)的正余弦值，從而避免傳統(tǒng)正余弦值計(jì)算過程中的除法和開方運(yùn)算，節(jié)省了電路硬件成本，提高了電路運(yùn)行速度。
[0022]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以作出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種快速計(jì)算正弦余弦數(shù)值的電路，其特征在于:所述電路包括分離器、加法器、移位器、正余弦表、兩個(gè)寄存器、兩個(gè)乘法器和兩個(gè)比較器；其中所述分離器的第一輸入端和第二輸入端分別與第一比較器的輸出端和移位器的輸出端相連；所述分離器的第一輸出端和第二輸出端分別與第一寄存器的輸入端和第二寄存器的輸入端相連；當(dāng)所述第一比較器的輸出為I的時(shí)候，所述移位器的輸出連接到所述第一寄存器的輸入端；當(dāng)所述第一比較器的輸出為O的時(shí)，所述移位器的輸出連接到所述第二寄存器的輸入端；所述第一寄存器中的初始數(shù)值為90，代表角度值，其輸出端與加法器和第二比較器的第一輸入端相連；所述第二寄存器的初始數(shù)值為0，代表角度值，所述第二寄存器的輸出端與加法器的輸入端和第二比較器的第二輸入端相連；所述加法器的輸出端與所述移位器的輸入端相連；所述移位器進(jìn)行右移一位操作，代表整數(shù)運(yùn)算中的除2運(yùn)算；所述第二比較器的輸出端輸出系統(tǒng)輸出信號(hào)finish ;所述正余弦表存放O?89度各角度對應(yīng)的正弦值和余弦值，其輸入端與所述移位器的輸出端相連，其第一輸出端Sin連接第一乘法器的輸入端和系統(tǒng)輸出x/sqrt (x2+y2)，其第二輸出端Cos連接第二乘法器的輸入端和系統(tǒng)輸出y/sqrt (x2+y2),通過所述正余弦表輸入端輸入的角度值，同時(shí)輸出該角度對應(yīng)的正弦值和余弦值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速計(jì)算正弦余弦數(shù)值電路，其特征在于:如果第一比較器的第一輸入端數(shù)值大于或等于所述第一比較器的所述第二輸入端的輸入端數(shù)值，則所述比較器的輸出結(jié)果為I ;如果所述第一比較器的第二輸入端數(shù)值大于所述第一比較器的第一輸入端數(shù)值，則所述第一比較器的輸出結(jié)果為O。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK203966123SQ201420323170
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】沈永珞 申請人:廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)