一种快速计算正弦余弦数值的电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种快速计算正弦余弦数值的电路，所述电路包括分离器、加法器、移位器、正余弦表、两个寄存器、两个乘法器和两个比较器。本实用新型利用反馈查找的方式，在不增加额外电路成本的情况下，快速计算第一象限中任意坐标所对应的正弦值和余弦值，和传统的计算方式相比，无需使用除法运算和开方运算，执行速度快，节省电路硬件成本，提高了资源利用率并且电路结构简单。
【专利说明】一种快速计算正弦余弦数值的电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电路设计领域，尤其涉及于一种快速计算正弦余弦数值电路。
【背景技术】
[0002]随着当代电子技术的不断进步与发展，在图形渲染领域要求硬件开销更少，速度更快的渲染系统。尤其在二维矢量图形渲染过程中，需要计算每一个坐标点所对应的正弦值和余弦值。因此，正余弦数值计算电路直接影响着整个渲染的性能和硬件开销。
[0003]在现有技术中，某坐标对应的正弦值和余弦值计算电路一般都直接根据正余弦的计算公式直接计算，但在实现过程中需要硬件和时间开销巨大的除法运算和开方运算。如何在硬件资源有限的环境下快速的获得该点坐标对应的正弦值和余弦值，成为一个急待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种低硬件开销的快速计算某坐标点对应的正弦和余弦值电路。
[0005]为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是:一种快速计算正弦余弦数值电路，其特征在于:所述电路包括分离器、加法器、移位器、正余弦表、两个寄存器、两个乘法器和两个比较器；其中所述分离器的第一输入端和第二输入端分别与第一比较器的输出端和移位器的输出端相连；所述分离器的第一输出端和第二输出端分别与第一寄存器的输入端和第二寄存器的输入端相连；当所述第一比较器的输出为I的时候，所述移位器的输出连接到所述第一寄存器的输入端；当所述第一比较器的输出为O的时，所述移位器的输出连接到所述第二寄存器的输入端；所述第一寄存器中的初始数值为90，代表角度值，其输出端与加法器和第二比较器的第一输入端相连；所述第二寄存器的初始数值为0，代表角度值，所述第二寄存器的输出端与加法器的输入端和第二比较器的第二输入端相连；所述加法器的输出端与移位器的输入端相连；所述移位器进行右移一位操作，代表整数运算中的除2运算；所述第二比较器的输出端输出系统输出信号finish ;所述正余弦表存放O?89度各角度对应的正弦值和余弦值，其输入端与所述移位器的输出端相连，其第一输出端Sin连接第一乘法器的输入端和系统输出x/sqrt (x2+y2),其第二输出端Cos连接第二乘法器的输入端和系统输出y/sqrt (x2+y2),通过所述正余弦表输入端输入的角度值，同时输出该角度对应的正弦值和余弦值。如果第一比较器的第一输入端数值大于或等于所述第一比较器的所述第二输入端的输入端数值，则所述比较器的输出结果为I ;如果所述第一比较器的第二输入端数值大于所述第一比较器的第一输入端数值，则所述第一比较器的输出结果为O0
[0006]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型利用不断更新输入到正余弦表的角度，通过系统输入的第一象限坐标点的角度与输入到正余弦表的角度做比较，利用反馈结果不断更新正余弦表的输入角度，直至第一象限坐标点的角度与正余弦表的输入角度相等，因此快速得到该坐标点所对应的正余弦值，从而避免传统正余弦值计算过程中的除法和开方运算，节省了电路硬件成本，提高了电路运行速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型第一实施例的电路示意图。
【具体实施方式】
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[0008]下面通过【具体实施方式】结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0009]请参考图1，在本实用新型的第一实施例中，正余弦表7:由已有初始化数据的SRAM或FLASHMEM0RY或EEPROM等非易失性存储器组成，其初始化数据为O?90度角度的正弦值和余弦值，所记录的角度的精度可根据实际应用调整，若精度为I度，则该表中共91条记录，若精度为0.5度，则该表中共182条记录，以此类推。
[0010]X和y为系统输入，代表第一象限内某点坐标，其系统输入值要求非负且不相等；
[0011]finish、x/sqrt (x2+y2)和 y/sqrt (x2+y2)为系统输出接口，当 finish 信号为 I 时,表示电路运行完毕，此时输出接口 x/sqrt(X2+y2)和y/sqrt (x2+y2)分别表示电路运行所得的该输入坐标点对应的正弦值和余弦值；
[0012]分离器I的两个输入端分别与比较器10的输出端和移位器5的输出端连接；所述分离器I的第一输出端与寄存器2的输入端相连,第二输出端与寄存器3的输入端相连；当比较器10输出为I的时候，移位器5的输出连接到寄存器2的输入端，当比较器10输出为O的时候，移位器5的输出连接到寄存器3的输入端；
[0013]寄存器2中初始化数值为90，代表角度值，其输入端连接分离器I的第一输出端，输出端与加法器4的输入端和比较器6的第一输入端相连；
[0014]寄存器3中初始化数值为0，代表角度值，其输入端连接分离器I的第二输出端，输出端与加法器4的输入端和比较器6的第二输入端相连；
[0015]加法器4的第一输入端和第二输入端分别连接寄存器2和寄存器3的输出端，其输出端与移位器5的输入端连接；
[0016]移位器5的输入端与加法器4的输出端连接，进行右移一位操作，代表整数运算中的除2运算；
[0017]比较器6的第一输入端与寄存器2的输出端连接,其第二输入端与寄存器3的输出端连接，其输出端代表系统输出信号finish ；
[0018]正余弦表7中为O?89度各角度对应的正弦值和余弦值，其输入端连接移位器5的输出端，其输出端Sin连接乘法器8的输入端和系统输出x/sqrt (x2+y2),输出端Cos连接乘法器9的输入端和系统输出y/sqrt (x2+y2),通过输入端的角度值，同时输出该角度对应的正弦值和余弦值；正余弦表7的正弦输出端数值与输入X经过乘法器8相乘；正余弦表7的余弦输出端数值与输入I经过乘法器9相乘；
[0019]乘法器8和乘法器9的输出端分别链接比较器10的第一输入端和第二输入端；
[0020]若比较器10的第一输入端数值大于或等于比较器10的第二输入端数值，则比较器10的输出结果为I ;若比较器10的第二输入端数值大于比较器10的第一输入端数值，则比较器10的输出结果为O ;
[0021]本实用新型利用不断更新输入到正余弦表的角度，通过系统输入的第一象限坐标点的角度与输入到正余弦表的角度做比较，利用反馈结果不断更新正余弦表的输入角度，直至第一象限坐标点的角度与正余弦表的输入角度相等，因此快速得到该坐标点所对应的正余弦值，从而避免传统正余弦值计算过程中的除法和开方运算，节省了电路硬件成本，提高了电路运行速度。
[0022]以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种快速计算正弦余弦数值的电路，其特征在于:所述电路包括分离器、加法器、移位器、正余弦表、两个寄存器、两个乘法器和两个比较器；其中所述分离器的第一输入端和第二输入端分别与第一比较器的输出端和移位器的输出端相连；所述分离器的第一输出端和第二输出端分别与第一寄存器的输入端和第二寄存器的输入端相连；当所述第一比较器的输出为I的时候，所述移位器的输出连接到所述第一寄存器的输入端；当所述第一比较器的输出为O的时，所述移位器的输出连接到所述第二寄存器的输入端；所述第一寄存器中的初始数值为90，代表角度值，其输出端与加法器和第二比较器的第一输入端相连；所述第二寄存器的初始数值为0，代表角度值，所述第二寄存器的输出端与加法器的输入端和第二比较器的第二输入端相连；所述加法器的输出端与所述移位器的输入端相连；所述移位器进行右移一位操作，代表整数运算中的除2运算；所述第二比较器的输出端输出系统输出信号finish ;所述正余弦表存放O?89度各角度对应的正弦值和余弦值，其输入端与所述移位器的输出端相连，其第一输出端Sin连接第一乘法器的输入端和系统输出x/sqrt (x2+y2)，其第二输出端Cos连接第二乘法器的输入端和系统输出y/sqrt (x2+y2),通过所述正余弦表输入端输入的角度值，同时输出该角度对应的正弦值和余弦值。
2.根据权利要求1所述的快速计算正弦余弦数值电路，其特征在于:如果第一比较器的第一输入端数值大于或等于所述第一比较器的所述第二输入端的输入端数值，则所述比较器的输出结果为I ;如果所述第一比较器的第二输入端数值大于所述第一比较器的第一输入端数值，则所述第一比较器的输出结果为O。
【文档编号】G06F19/00GK203966123SQ201420323170
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】沈永珞 申请人:广东财经大学