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超越函数FPGA计算的最佳等距分段线性逼近方法
  • ISSN号:0254-3087
  • 期刊名称:《仪器仪表学报》
  • 时间:0
  • 分类:N391[自然科学总论]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学自动化测试与控制研究所,哈尔滨150080
  • 相关基金:教育部博士点基金(20112302120027)、装备预先研究课题(51317040302)、国家自然科学基金(61301205)资助项目
中文摘要:

针对FPGA中计算超越函数时所采用的分段线性逼近法对计算精度及资源占用存在直接影响的问题,提出一种最佳等距分段线性逼近计算方法。该方法通过优化分段方法缩减查找表,可以在可控计算精度条件下减少计算资源消耗。利用XilinxVirtex-5实现IP核设计后,分别采用指数函数、双曲正切函数、对数s型函数的计算进行了实验研究。实验结果表明:相对于CORDIC算法、区间等分分段线性逼近法等常规的超越函数FPGA计算方法,新方法在精度可控前提下,能够有效减少硬件资源消耗,并提高计算效率。

英文摘要:

The piecewise strategy directly influences the computation precision and resource occupation when piecewise linear approximation algorithm is applied to the calculation of transcendental functions with FPGA. Aiming at this problem, a new method called optimal equidistant piecewise linear approximation algorithm is proposed. According to different accuracy requirement of specific applications, the proposed algorithm can cut down the lookup table and reduce the resource consumption through optimizing the segmentation strategy. After designing corresponding IP cores with Xilinx Virtex-5 FPGA, experiment studies on the computation of exponential, hyperbolic tangent and log sigmoid functions were conducted. The results demonstrate that, compared with some common transcendental function computation algorithms, such as CORDIC algorithm and the piecewise linear approximation algorithm with equal interval, the proposed method can not only reduce the hardware resource occupation, hut also improve the calculation efficiency, under the premise of controllable precision.

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期刊信息
  • 《仪器仪表学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国仪器仪表学会
  • 主编:张钟华
  • 地址:北京东城区北河沿大街79号
  • 邮编:100009
  • 邮箱:yqyb@vip.163.com
  • 电话:010-84050563
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-3087
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2179/TH
  • 邮发代号:2-369
  • 获奖情况:
  • 1983年评为机械部科技进步三等奖,1997年评为中国科协优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42481