跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.192.44.30) 您好!臺灣時間:2024/07/25 07:52
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:施銘洲
研究生(外文):Ming-Chou Shih
論文名稱:雙旋轉之座標旋轉演算法之高效能正弦及餘弦產生器及三維空間旋轉之分析與製作
論文名稱(外文):Analysis and Implementation of High-Throughput Sine and Cosine Generator and 3-D Rotation Using Double Rotation CORDIC Algorithm
指導教授:宋志雲
指導教授(外文):Tze-Yun Sung
學位類別:碩士
校院名稱:中華大學
系所名稱:電機工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:三維空間旋轉座標旋轉數位計算器進位儲存加法器雙旋轉之座標旋轉演算法
外文關鍵詞:3-D RotationCOordinate Rotation DIgital ComputerCarry Save AdderDouble Rotation CORDIC Algorithm
相關次數:
  • 被引用被引用:2
  • 點閱點閱:283
  • 評分評分:
  • 下載下載:44
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
座標旋轉數位計算器演算法是一種算術演算法藉由一連串的疊代運算來計算各種不同的基本的函數。雙旋轉座標旋轉數位計算器是基於座標旋轉數位計算器演算法藉由初始的輸入角度來預測所有的旋轉方向,本篇論文所提出的架構是一個簡單的設計,藉由一個有效率的旋轉方向決定策略,利用進位儲存加法器來減少關鍵延遲路徑。
因此,我們計算了此架構之操作複雜度;此架構分別在十六-位元時可以改進百分之三十七點五的延遲時間,在二十四位元時可以改進百分之四十點六的延遲時間,在三十二位元時可以改進百分之四十二點五的延遲時間,在一百二十八位元時最多可以改進百分之四十八,這個方法可以減少將近百分之四十的延遲時間,而花費百分之五十在增加的面積上。
在本篇論文將提出一個簡單的三維空間旋轉之硬體用於三維空間繪圖和卡通繪製上,這一個簡單的架構是基於雙旋轉座標旋轉數位計算器演算法;並與使用在繪圖引擎上的座標旋轉數位計算器的硬體做比較。而在本篇論文中所介紹的加速三維空間旋轉架構是基於雙旋轉座標旋轉數位計算器演算法。而運用此架構總處理能力可以改進百分之三十,但是額外所需之硬體卻少於百分之四十;因此可以看出此架構是簡單而又規則非常適合用於超大型積體電路之實現。
The Coordinate Rotation Digital Computer (CORDIC) algorithm is an arithmetic algorithm to evaluate various elementary functions through a series of iterative operations. The double rotation CORDIC is based on the conventional CORDIC algorithm by predicting all the rotation directions from the initial input angle. The proposed architecture has a simple prediction scheme through an efficient determination strategy of rotation direction. The critical delay path is reduced by utilizing the carry-save adder (CSA).
Thus, the computation complexity of the proposed architecture is evaluated; the proposed architecture improves the latency of 37.5% in 16-bit, 40.6% in 24-bit, 42.5% in 32-bit operand, respectively, in 128-bit can improve at most 48%.This technique reduces the latency by above 40% at the expense of below 50% increased in area.
The hardware primitives for 3-D rotation for high-speed 3-D graphics and animation are presented in this paper. The primitives are based on the double rotation CORDIC algorithm, in contrast to conventional CORDIC hardware for graphic engine. The accelerated architecture of the 3-D rotation based on double rotation CORDIC algorithm is presented in this paper. The throughput is improved by more than 30%, but the additional hardware is required by less than 40%; the architecture is simple and regular, and suitable for VLSI implementation.
英文摘要Ⅰ
摘要Ⅱ
誌謝Ⅲ
目錄Ⅳ
圖目錄Ⅵ
第一章 導論1
1.1 研究動機1
1.2 研究方法2
第二章 CORDIC演算法3
2.1 CORDIC函數的功能描述3
2.1.1 標度因子5
2.2 CORDIC原理7
2.3 CORDIC的三種座標系函數9
2.3.1 線性座標系統函數12
2.3.2 圓座標系統函數15
2.3.3 雙曲線座標系統函數18
2.4 CORDIC的收斂性質21
2.5 CORDIC演算法總結23
第三章 雙旋轉CORDIC演算法24
3.1 基本觀念24
3.2 一個新的 -預測演算法26
3.3 雙旋轉CORDIC正弦/餘弦產生器的架構32
3.4 雙旋轉CORDIC架構的效能分析35
3.5 收斂證明38
3.6 雙旋轉CORDIC演算法的數值分析43
第四章 在3-D平面上旋轉的CORDIC47
4.1 基本介紹47
4.2 三維空間核心透視法52
4.3 使用CORDIC的三維空間旋轉和透視圖之超大型積體電路架構53
4.4 使用雙旋轉CORDIC演算法加速三維空間旋轉57
4.5 使用雙旋轉CORDIC演算法的三維空間旋轉之超大型積體電路架構61
4.6 新的架構和演算法的影響66
第五章 結論67
參考文獻70
發表論文列表73
[1] J. E. Volder, “The CORDIC Trigonometric Computing Technique”, IRE Transactions on Electronic Computers, Vol. EC-8, 1959
[2] J. S. Walther, “A Unified Algorithm for Elementary Functions”, Spring Joint Computer Conference Proceedings, Vol. 38, 1971, pp. 379-385.
[3] S. Wang, E. E. Swartzlander Jr., “Merged CORDIC Algorithm”, Proc. Int’l Symp. Circuit and Systems, 1998, pp. 1988-1991.
[4] I. Koren, “Computer Arithmetic Algorithms, Second Edition”, A. K. Peters, Natick, MA, 2002, Chapter 5.
[5] D. S. Phatak, “Double Step Branching CORDIC: A New Algorithm for Fast Sine and Cosine Generation”, IEEE Transactions on Computers, Vol.47, No.5, 1998, pp.587-602.
[6] J. Duprat, J. M. Muller, “The CORDIC Algorithm: New Result for Fast VLSI Implementation”, IEEE Transaction on Computers, Vol.42, No2, 1993, pp.168-178.
[7] J. K. Kwak, J. H. Choi, E. E. Swartzlander Jr., “High Speed CORDIC Based on an Overlapped Architecture and a Novel -Prediction Method”, Journal of VLSI Signal Processing, Vol. 25, 2000, pp.167-177.
[8] Y. H. Hu, “The Quantization Effects of the CORDIC Algorithm”, IEEE Transactions on Signal Processing, Vol.40, No.4, 1992.
[9] K. Kota, J. R. Callaro, “Numerical Accuracy and Hardware Trade-offs for CORDIC Arithmetic for Special-Purpose Processors”, IEEE Transactions on Computers, Vol.42, No.7, 1993, pp.769-779.
[10] T. Y. Sung, Y. H. Sung, “The Quantization Effects of CORDIC Arithmetic for Digital Signal Processing Applications”, The Workshop on Combinatorial Mathematics and Computation Theory, Taichung Healthcare and Management University, Taichung, Taiwan, May 21~22, 2004, pp.16-25.
[11] D. Luebke, M. Reddy, J. D. Cohen, A. Varshney, B. Watson, R. Huebner, “Level of Detail for 3-D Graphics”, Morgan Kaufmann Pub., 2003.
[12] D. H. Eberly, “3-D Game Engine Design-A Practical Approach to Real-Time Computer Graphics”, Morgan Kaufmann Pub., 2001.
[13] O. Mencer, L. Semeria, M. Morf, J. Delosme, “Application of Reconfigurable CORDIC Architecture”, The Journal of VLSI Signal Processing, Special Issue on Reconfigurable Computing, March 2000.
[14] T. Lang, E. Antelo, “High-Throughput 3-D Rotations and Normalizations”, Thirty-Fifth Asilomar Conference on Signal Systems and Computers, 2001, pp.846-851.
[15] T. Y. Sung, “Survey of 3-D Perspective Methods for Graphic Engine”, Technical Report (SV-041117), SoC and VLSI Signal Processing Lab., Department of Microelectronics Engineering, Chung Hua University, Hsinchu, Taiwan, 2004.
[16] J. Euh, J. Chittamuru, W. Burson, “CORDIC Based Interporator for 3-D Graphics”, IEEE Workshop on Signal Processing System, 2002, pp.240-245.
[17] G. L. Haviland and A. A. Tuszynski, “A CORDIC Arithmetic Processor Chip”, IEEE Transactions on Computers., Vol.29, No.2, pp.68-79, 1980.
[18] T. Y. Sung, C. S. Chen, M. C. Shih, “The Double Rotation CORDIC Algorithm: New Result for VLSI Implementation of Fast Sine/Cosine Generation”, 2004 International Computer Symposium (ICS-2004), Taipei, Taiwan, Dec.15-17, 2004.
[19] T. Y. Sung, M. C. Shih, C. S. Chen, “A Novel Implementation of High-Throughput 3-D Rotation and Perspective for Graphic Engine”, IEEE ICSS2005 International Conference on Systems & Signals, I-Shou University, Kaohsiung, Taiwan on April 28-29, 2005.
[20] K. Mowak, R. Nouta, M. Bekooij, and E. Deprettrer, “An Efficient Implementation of a 256-Point FFT Processor with CORDIC for OFDM System”, Proc. ProRISC, 1998.
[21] D. E. Thomas, P. H. Moorby, The Verilog Hardware Description Language, Fifth Edition, Kluwer Academic Pub. 2002.
[22] A. Madisetti, Y. K. Wentus, and A. N. Wilson, Jr., “A 100-MHz, 16-bit, Direct Digital Frequency Synthesizer with a 100-dBc Spurious-Free Dynamic Range”, IEEE J. Solid-State Circuit, Vol.34, Aug. 1999, pp.1034-1043.
[23] S. Y. Park, N. I. Cho, S. U. Lee, K. Kim, “Design of 2K/4K/8K-Point FFT Processor Based on CORDIC Algorithm in OFDM Receiver”, 2001 IEEE Pacific Rim Conference on Communications, Computers and Signal Processing (2001-PACRIM) Vol. 2, Aug. 2001, pp.457-460.
[24] Model ModelSim Products, http://www.model.com/products.
[25] Synopsys FPGA Express, http://www.synopsys.com.products
[26] Xilinx FPGA Products, http://www.xilinx.com/products
[27] 王宏澤, “超大型積體電路CORDIC單晶片處理器之設計與製作”,中華工學院碩士論文,1994.
[28] 林國珍, “CORDIC演算法之運算誤差分析”,中華工學院碩士論文, 1997.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
1. 王子華、王瑋龍、王國華、黃世傑(2002):進階型多功能網路評量與試後分析系統(WATA)的發展與設計。視聽教育雙月刊,43(4),21-45。
2. 王子華、王瑋龍、黃世傑(2002):網路教學環境之後設認知策略—簽章回饋設計(FFS)對於大學生普通生物學網路學習之影響。視聽教育雙月刊,第43卷第6期,26-40。
3. 王子華、王國華、王瑋龍、黃世傑(2003):隨選視訊式網頁回饋系統—V-FFS(VOD frontpage Feedback System)之發展與設計。視聽教育雙月刊,第44卷第5期,2-18。
4. 王全世(1999):對資訊科技融入各科教學之資訊情境的評估標準。資訊與教育,77期,36-47。
5. 王智玄(2000):新的學習策略-網路合作式學習之探討。資訊與教育雜誌,78期,42-50。
6. 何榮桂(2002):台灣資訊教育的現況與發展--兼論資訊科技融入教學。資訊與教育雜誌,87期,23-31。
7. 岳修平(1999):網路教學於學校的應用。課程與教學季刊,2(4),61-76。
8. 邱瓊慧(2002):中小學資訊科技融入教學之實踐。資訊與教育雜誌,第88期,3-9。
9. 徐新逸(1996):情境學習在數學教育上的應用。教學科技與媒體,29期,13-22。
10. 徐新逸(1998):情境教學中異質小組合作學習之實證研究。教育資料與圖書館學,36(1),30-52。
11. 張靜嚳(1995a):問題中心教學在國中發展之經過、效果及其可行性之探討。科學教育學刊,3(1),29-33。
12. 張靜嚳(1995b):何謂建構主義。中部地區科學教育簡訊,建構與教學(3)。國立彰化師範大學科教育研究所。
13. 楊坤原(2000):教學主義與建構主義對電腦輔助教學設計的意含。視聽教育雙月刊,42(3),14-27。
14. 鄭晉昌(1993):自「情境學習」的認知觀點探討電腦輔助教學中教材內容的設計—從幾個學科教學談起。教學科技與媒體,12,3-14。
15. 錢正之(1999):教育理論演進對CAI設計與教學的影響--以科學教育為例。課程與教學季刊,2(4),27-42。