CW32L012具有CORDIC 協(xié)處理器，能夠?qū)崿F(xiàn)微秒級(jí)快速計(jì)算三角函數(shù)功能。

一、CW32L012的CORDIC運(yùn)算原理

CORDIC是一種坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算機(jī)算法。CW32L012的CORDIC提供某些數(shù)學(xué)函數(shù)的硬件加速，特別是三角函數(shù)，通常用于電機(jī)控制、計(jì)量、信號(hào)處理和許多其他應(yīng)用。與軟件實(shí)現(xiàn)相比，它加快了這些功能的計(jì)算速度，允許較低的工作頻率，或釋放處理器周期以執(zhí)行其他任務(wù)。

CW32L012的CORDIC支持余弦 cos、正弦 sin、相位角 atan2、模 hypot、反正切 atan、雙曲余弦 cosh、雙曲正弦 sinh、雙曲反正切 atanh 函數(shù)運(yùn)算。迭代次數(shù)可進(jìn)行配置（范圍 6~66）。

具體運(yùn)算定義如下：

關(guān)于 q1.15 和 q1.31：

? 用 sint16/sint32 代表 [-1,1）之間的實(shí)數(shù)

? sint16 對(duì)應(yīng)的 q1.15 = sint16 / pow(2,15)

? sint32 對(duì)應(yīng)的 q1.31 = sint32 / pow(2,31)

關(guān)于迭代次數(shù)：

? q1.15 建議迭代 16-20 次，q1.31 建議迭代 24-32 次。

關(guān)于啟動(dòng)：

? 只有一個(gè)數(shù)據(jù)輸入（x 或 y 或 z）時(shí)，寫入該數(shù)據(jù)即啟動(dòng)運(yùn)算。

? 需要兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入（x 和 y）時(shí)，寫入 y 啟動(dòng)運(yùn)算。

CORDIC 存在 2 個(gè)狀態(tài)標(biāo)志，用來(lái)指示 CORDIC 的當(dāng)前工作狀態(tài)，包括工作狀態(tài)標(biāo)志 BUSY、運(yùn)算完成標(biāo)志忙標(biāo)志（CORDIC_CSR.BUSY）

CORDIC_CSR.BUSY 標(biāo)志位指示當(dāng)前 CORDIC 是否處于運(yùn)算結(jié)束或空閑狀態(tài)。

當(dāng)CORDIC CSR.BUSY 為 0 時(shí)，表示 CORDIC 處于運(yùn)算結(jié)束或空閑狀態(tài)，可以讀取結(jié)果或開始新的運(yùn)算；當(dāng)CSR.BUSY 為 1 時(shí)，表示 CORDIC 處于忙碌狀態(tài)，當(dāng)前數(shù)據(jù)運(yùn)算正在進(jìn)行中，無(wú)法提供運(yùn)算結(jié)果或開始新的運(yùn)算。

運(yùn)算完成標(biāo)志位CORDIC_CSR.EOC 指示 CORDIC 運(yùn)算完成。EOC 標(biāo)志位被置位并不影響繼續(xù)進(jìn)行新一輪運(yùn)算，無(wú)論新一輪運(yùn)算是什么類型。當(dāng)新一輪運(yùn)算被啟動(dòng)時(shí)，標(biāo)志位自動(dòng)清零并根據(jù)新一輪運(yùn)算的情況重新進(jìn)行指示。

二、編程實(shí)現(xiàn)

初始化定義：

cordic_init_t init = {
        .func = CORDIC_FUNC_COS,  // 選擇余弦函數(shù)
        .scale = 0,              // 不使用擴(kuò)展范圍
        .format = CORDIC_FORMAT_Q1_31, // 使用q1.31格式
        .iter = CORDIC_ITER_20,  // 迭代次數(shù)
        .comp = 1,               // 硬件補(bǔ)償伸縮因子
        .ie = 0,                 // 禁用中斷
        .dmaeoc = 0,             // 禁用DMA
        .dmaidle = 0             // 禁用DMA空閑
    };  
  CORDIC_Init(&init);  //sin cos運(yùn)算初始化

角度定義

int32_t angle; 
angle = float_to_q1_31(0.167);

若計(jì)算45度的正余弦，則令angle=0.25（即1/4）。這樣運(yùn)算的參數(shù)為 PI/4（45度），寫入角度參數(shù)前需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為Q1.31格式或Q1.15格式。

若計(jì)算30度的正余弦， 則令angle=0.167（即1/6）。這樣運(yùn)算的參數(shù)為PI/6 （30度），寫入角度參數(shù)前需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為Q1.31格式或Q1.15格式。

將浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為Q1.31格式，函數(shù)定義如下：

int32_t float_to_q1_31(float value) {
    return (int32_t)round(value * 2147483648.0); // 2^31
}

運(yùn)算

while (CORDIC_GetStatus().busy);//運(yùn)算前判斷BUSY狀態(tài) 
CW_CORDIC->Z =angle;   // 寫入Z寄存器啟動(dòng)運(yùn)算
while (!CORDIC_GetStatus().eoc);  // 等待運(yùn)算完成，完成時(shí)標(biāo)志硬件置1，讀取運(yùn)算結(jié)果時(shí)硬件清0

讀取結(jié)果

int32_t y1,y2;
float  y11,y22; 
y1=CW_CORDIC->Y;// 正弦結(jié)果在Y寄存器 ,Q1.31格式 
y2=CW_CORDIC->X;// 余弦結(jié)果在X寄存器 Q1.31格式 
y11=q1_31_to_float(y1);   //正弦結(jié)果轉(zhuǎn)浮點(diǎn)數(shù)，可根據(jù)需要使用
y22=q1_31_to_float(y2);   //余弦結(jié)果轉(zhuǎn)浮點(diǎn)數(shù)，可根據(jù)需要使用 

其中Q1.31格式的定點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)為浮點(diǎn)數(shù)函數(shù)定義如下：

float q1_31_to_float(int32_t value) {
    return (float)value / 2147483648.0; // 2^31
}

Q1.15格式的定點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)函數(shù)定義如下：

float q1_15_to_float(int32_t value)
{
    return (float)value / 32768.0f;
}

參考例程

CW32L012的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)文件夾下有參考例程，可以直接運(yùn)行。標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)文件可在武漢芯源半導(dǎo)體有限公司的官方網(wǎng)址上直接下載（資料下載固件庫(kù)）。

例程路徑如下：

CW32L012_StandardPeripheralLib_V1.0.3ExamplesCORDICcordic_cosMDK

MDK工程打開示意圖如下：

該例程可以在CW32L012的最小系統(tǒng)架構(gòu)中運(yùn)算。

審核編輯 黃宇