坐標旋轉數字計算裝置及方法制造方法及圖紙

一種坐標旋轉數字計算裝置，用來計算一坐標的一相位，包括一前處理電路，根據該坐標決定是否將該坐標旋轉一旋轉角度，以產生一前置坐標；一坐標旋轉數字計算器，根據該前置坐標，計算該前置坐標的一前置相位；以及一后處理電路，根據該旋轉角度來補償該前置相位，以產生該坐標的該相位。

Coordinate rotation digital computing device and method

【技術實現步驟摘要】
坐標旋轉數字計算裝置及方法
本專利技術是指一種坐標旋轉數字計算裝置及方法，尤指一種可降低迭代次數的坐標旋轉數字計算器及方法。
技術介紹
坐標旋轉數字計算器(CoordinateRotationDigitalComputer，CORDIC)的特色在于可遞回地(Recursively)對一信號/坐標進行相位旋轉，而每次迭代中相位旋轉角度的正切(Tangent)函數值為前次遞回/迭代中相位旋轉角度的正切函數值的1/2，且在數字電路中，可利用位移器向右位移k的位元以達到乘以1/2k的運算，因此坐標旋轉數字計算器可在不需要利用乘法器的情況下，單純利用加法器及位移器來實現，而具有電路結構簡單的優點。換句話說，坐標旋轉數字計算器使用二分法(BisectionMethod)對輸入信號所對應的坐標不斷地進行相位旋轉，直到旋轉后坐標的正交分量(虛部)近似于0。然而，若輸入信號所對應的坐標的相位較大，則坐標旋轉數字計算器會需要進行較多次的迭代來使旋轉后坐標的正交分量(虛部)近似于0，造成運算時間較長以及功率消耗較多等問題。因此，現有技術實有改進的必要。
技術實現思路
因此，本專利技術的主要目的即在于提供一種降低迭代次數的坐標旋轉數字計算裝置及方法，以改善習知技術的缺點。本專利技術揭露一種坐標旋轉數字計算裝置，用來計算一坐標的一相位，包括一前處理電路，根據該坐標決定是否將該坐標旋轉一旋轉角度，以產生一前置坐標；一坐標旋轉數字計算器，根據該前置坐標，計算該前置坐標的一前置相位；以及一后處理電路，根據該旋轉角度來補償該前置相位，以產生該坐標的該相位。本專利技術另揭露一種坐標旋轉數字計算方法，應用于一坐標旋轉數字計算裝置，用來計算一坐標的一相位，該方法包括根據該坐標決定是否將該坐標旋轉一旋轉角度，以產生一前置坐標；根據該前置坐標，計算該前置坐標的一前置相位；以及根據該旋轉角度來補償該前置相位，以產生該坐標的該相位。附圖說明圖1為本專利技術實施例一坐標旋轉數字計算裝置的方塊圖。圖2為本專利技術實施例一坐標旋轉數字計算方法的流程圖。圖3為一坐標平面的示意圖。圖4為本專利技術實施例一前處理電路的方塊圖。圖5為本專利技術實施例一旋轉電路的電路圖。圖6為本專利技術實施例一旋轉電路的電路圖。圖7為本專利技術實施例一判斷電路的電路圖。圖8為本專利技術實施例一判斷電路的電路圖。圖9為本專利技術實施例一旋轉電路的電路圖。符號說明10坐標旋轉數字計算裝置12前處理電路120、122預旋轉電路1200、1220判斷電路1202、1222、1202’旋轉電路14坐標旋轉數字計算器16后處理電路20方法202～206步驟50、60、62、90符號反相器70、72絕對值計算電路Cmp1、Cmp2比較器D1、D2判斷結果I’、II’、III’、IV’象限MX1、MX2、MX3、MX4、MX1’、MX2’多工器P1’、P2’、P3’、P4’坐標點s坐標sI、sQ、xI、xQ、yI、yQ分量x前置坐標y中間坐標Π坐標平面θ相位θpre前置相位Δθ旋轉角度具體實施方式本專利技術透過先對坐標進行一前處理(Pre-Processing)，使得經過前處理后坐標(稱之為前置坐標)的相位位于一特定范圍內，再對前置坐標進行坐標旋轉數字計算運算，以降低后續相位旋轉的迭代次數，來降低運算所需時間及功耗。圖1為本專利技術實施例一坐標旋轉數字計算裝置10的方塊圖，圖2為本專利技術實施例一坐標旋轉數字計算方法20的流程圖。坐標旋轉數字計算裝置10用來計算一坐標s的一相位θ，坐標s包括一第一分量sI以及一第二分量s-Q，坐標s的相位θ可表示為θ＝tan-1(s-Q/sI)。舉例來說，坐標s代表一復數信號時，第一分量sI及第二分量s-Q可分別代表復數信號的一同相分量(In-phaseComponent)及一正交分量(QuadratureComponent)；另舉例來說，坐標s代表一復數時，第一分量sI及第二分量s-Q可分別代表復數的一實部(RealPart)及一虛部(ImaginaryPart)。坐標旋轉數字計算裝置10包括一前處理電路12、一坐標旋轉數字計算器(CoordinateRotationDigitalComputer，CORDIC)14以及一后處理電路16。前處理電路12根據坐標s決定是否將坐標s旋轉一旋轉角度Δθ，以產生一前置坐標x(步驟202)，前置坐標x的相位θx位于一特定范圍內。在一實施例中，特定范圍為-π/4到π/4，具體來說，前置坐標x具有一第一前置分量xI以及一第二前置分量xQ，在一實施例中，前置坐標x可表示為x＝xI+j·x-Q，前置坐標x的相位θx可表示為θx＝tan-1(x-Q/xI)，前置坐標x的第一前置分量xI必須大于0(xI>0)，且第二前置分量xQ的絕對值|xQ|必須小于或等于第一前置分量xI(|xQ|≤xI)。請參考圖3，圖3為一坐標平面CP的示意圖。坐標平面CP包括象限I’、II’、III’、IV’，象限I’包括其相位介于-π/4與π/4之間的坐標點，象限II’包括其相位介于π/4與3π/4之間的坐標點，象限III’包括其相位介于3π/4與-3π/4之間的坐標點，象限IV’包括其相位介于-3π/4與-π/4之間的坐標點。若坐標s位于象限I’，前處理電路12不對坐標s進行旋轉而直接輸出坐標s作為前置坐標x；若坐標s位于象限II’、III’、IV’其中一象限，則前處理電路12將坐標s旋轉π/2的整數倍，使得旋轉后的坐標s(即前置坐標x)位于象限I’。在一實施例中，旋轉角度Δθ為π/2的整數倍，旋轉角度Δθ例如可為π/2、π或3π/2，舉例來說，若坐標s為位于象限II’中的一坐標P2’，前處理電路12可將坐標s旋轉+3π/2至位于象限I’的一坐標P1’作為前置坐標x。圖4為本專利技術實施例一前處理電路12的方塊圖。前處理電路12包括預旋轉電路120及122。預旋轉電路120接收坐標s，并根據坐標s的第一分量sI及第二分量s-Q，決定是否將坐標s旋轉一第一角度Δθ1，以產生一中間坐標y，其中中間坐標y包含一第一中間分量yI以及一第二中間分量yQ，在一實施例中，中間坐標y可表示為y＝yI+j·y-Q。預旋轉電路122則根據第一中間分量yI以及第二中間分量yQ決定是否將該中間坐標y旋轉一第二角度Δθ2，以產生前置坐標x。在一實施例中，預旋轉電路120包括一判斷電路1200及一旋轉電路1202。判斷電路1200根據坐標s的第一分量sI及第二分量s-Q判斷坐標s是否位于象限II’或IV’，并產生一第一判斷結果D1。在一實施例中，判斷電路1200藉由判斷第二分量s-Q的絕對值|s-Q|是否大于第一分量sI的絕對值|sI|，來判斷坐標s是否位于象限II’或IV’；第二分量s-Q的絕對值|s-Q|大于第一分量sI的絕本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種坐標旋轉數字計算裝置，用來計算一坐標的一相位，包括：/n一前處理電路，根據該坐標決定是否將該坐標旋轉一旋轉角度，以產生一前置坐標；/n一坐標旋轉數字計算器，根據該前置坐標，計算該前置坐標的一前置相位；以及/n一后處理電路，根據該旋轉角度補償該前置相位，以產生該坐標的該相位。/n

【技術特征摘要】
1.一種坐標旋轉數字計算裝置，用來計算一坐標的一相位，包括：
一前處理電路，根據該坐標決定是否將該坐標旋轉一旋轉角度，以產生一前置坐標；
一坐標旋轉數字計算器，根據該前置坐標，計算該前置坐標的一前置相位；以及
一后處理電路，根據該旋轉角度補償該前置相位，以產生該坐標的該相位。


2.如權利要求1所述的坐標旋轉數字計算裝置，其特征在于，該旋轉角度為π/2的整數倍。


3.如權利要求1所述的坐標旋轉數字計算裝置，其特征在于，該前置坐標包含一第一前置分量以及一第二前置分量，該第一前置分量必須大于零，且該第二前置分量的絕對值必須小于或等于該第一前置分量。


4.如權利要求1所述的坐標旋轉數字計算裝置，其特征在于，該坐標包含一第一分量與一第二分量，該前處理電路包括：
一第一預旋轉電路，根據該第一分量與該第二分量決定是否將該坐標旋轉一第一角度，以產生一中間坐標，其中該中間坐標包含一第一中間分量以及一第二中間分量；以及
一第二預旋轉電路，根據該第一中間分量決定是否將該中間坐標旋轉一第二角度，以產生該前置坐標。


5.如權利要求4所述的坐標旋轉數字計算裝置，其特征在于，該第一預旋轉電路包括：
一第一判斷電路，判斷該第二分量的一第二絕對值是否大于該第一分量的一第一絕對值；
一第一旋轉電路，根據該第二分量的該第二絕對值大于該第一分量的該第一絕對值的一第一判斷結果，將該坐標旋轉該第一角度，以產生該中間坐標。


6.如權利要求5所述的坐標旋轉數字計算裝置，其特征在于，該第二預旋轉電路包括：
一第二判斷電路，判斷該第二中間分量是否小于0；
一第二旋轉電路，根據該第二中間分量小于0的一第二判斷結果，將該中間坐標旋轉該第二角度，以產生該前置坐標。


7.如權利要求4所述的坐標旋轉數字計算裝置，其特征在于，該第一角度為π/2。


8.如權利要求4所述的坐標旋轉數...

【專利技術屬性】
技術研發人員：伯納德·金納堤，鄭有財，王俊杰，童泰來，廖根良，林奕劭，張量凱，
申請(專利權)人：晨星半導體股份有限公司，
類型：發明
國別省市：中國臺灣;71