具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本实施例提出一种基于高层次综合工具的坐标旋转数字计算方法，如图1所示，为本实施例的基于高层次综合工具的坐标旋转数字计算方法的流程图。

本实施例提出的基于高层次综合工具的坐标旋转数字计算方法中，包括以下步骤：

S1：采用高级语言构建基于长整型运算的坐标旋转数字计算模型，所述坐标旋转数字计算模型包括对三角函数、双曲线、指数、对数的运算操作。

其中，构建基于长整型运算的坐标旋转数字计算模型的步骤包括：

1)将浮点数转换为64位长整型数；

2)将浮点运算转化为长整型运算；

3)设置三角函数类型及其输出精度；

4)通过修改枚举类型对目标三角函数类型进行修改并输出，通过修改迭代次数对输出精度进行调整。

S2：采用高层次综合工具将所述坐标旋转数字计算模型进行转换。其具体步骤如下：

将采用高级语言构建的坐标旋转数字计算模型转换为LLVM-IR中间表达式文件，再将LLVM-IR中间表达式文件通过Lua脚本文件进行配置，转换为通过低级语言表达的坐标旋转数字计算模型。

其中，将LLVM-IR中间表达式文件通过Lua脚本文件进行配置的步骤包括：

对LLVM-IR中间表达式文件进行高层次通用优化；

对优化后的LLVM-IR中间表达式文件进行高层次综合变换，基于行为级时序约束转换为通过寄存器传输级代码语言表达的坐标旋转数字计算模型。

S3：将经过转换的坐标旋转数字计算模型通过FPGA进行仿真，完成坐标旋转数字计算。其具体步骤如下：

根据经过转换的坐标旋转数字计算模型生成相应的比特流文件，下载配置至FPGA中；

对FPGA进行在线调试，并将调试结果与cordic核进行对比，当调试结果与cordic核数据匹配时，则以调试结果作为坐标旋转数字计算结果输出；否则跳转执行S1步骤。

在具体实施过程中，对构建的坐标旋转数字计算模型经visual studio 2015采用C语言编写相应的算法，并验证算法功能的正确性。具体的，采用C语言将坐标旋转数字计算模型中涉及到的浮点数转化为64位的长整型数，将坐标旋转数字计算模型中涉及到的浮点运算转化为长整型的运算，通过对长整型的运算来实现浮点的运算，以及判断需要输出三角函数类型，包括以下六种：sin、cos、tan、cot、csc、sec及其输出的精度，并通过修改枚举类型来修改输出三角函数的类型，通过修改for循环的循环次数来改变迭代次数从而影响精度。本实施例中，通过shell脚本来改变输出参数类型和迭代的次数从而影响输出结果的精度。CORDIC算法是一种对目标值进行逼近的迭代算法，且迭代次数越多精度越高。如图2、3所示，分别为本实施例修改cordic算法输出三角函数类型为sin对应的shell脚本，以及修改cordic算法迭代次数对应的shell脚本，本实施例中通过替换for循环来改变迭代次数。

采用高层次综合工具将通过验证正确性的坐标旋转数字计算模型转换为Verilog代码。具体的，将C语言在Linux系统下通过SHANG前端生成LLVM-IR中间表达式文件，然后将转出来的LLVM-IR中间表达式文件在Windows系统下通过SHANG后端，通过Lua脚本文件进行配置，最终将LLVM-IR中间表达式文件转成Verilog代码。

最后将经过转换的坐标旋转数字计算模型通过FPGA进行仿真，本实施例中采用Xilinx Vivado的ILA在线调试，先生成的RTL代码生成比特流文件下载配置到FPGA，然后经ILA在线调试，并将其调试结果与Xilinx的cordic核进行对比，当调试结果与cordic核数据匹配时，则以调试结果作为坐标旋转数字计算结果输出。

本实施例在将坐标旋转数字计算模型配置到FPGA前，通过将浮点运算转化为长整型的运算，再进一步采用高层次综合工具将坐标旋转数字计算模型进行转换，经过转换后的坐标旋转数字计算模型配置在FPGA，从而实现在没有FPU模块的FPGA上进行浮点运算。

实施例2

本实施例提出一种基于高层次综合工具的坐标旋转数字计算系统，应用于实施例1提出的基于高层次综合工具的坐标旋转数字计算方法。如图4所示，为本实施例的基于高层次综合工具的坐标旋转数字计算系统的架构图。

本实施例提出的基于高层次综合工具的坐标旋转数字计算系统中，包括：

模型构建模块1，用于采用高级语言构建基于长整型运算的坐标旋转数字计算模型；

高层次综合模块2，用于采用高层次综合工具将所述坐标旋转数字计算模型进行转换；

仿真模块3，用于对经过转换的坐标旋转数字计算模型进行仿真计算，并输出坐标旋转数字计算结果。

其中，本实施例中的模型构建模块1中包括：

浮点运算转换单元11，用于将浮点数转换为64位长整型数，将浮点运算转化为长整型运算；

三角函数设置单元12，用于设置三角函数类型；所述三角函数类型包括SIN函数、COS函数、TAN函数、COT函数、CSC函数、SEC函数；

精度调整单元13，用于修改迭代次数对输出结果的精度进行调整。

进一步的，本实施例中的坐标旋转数字计算系统还包括人机交互模块4，所述人机交互模块4包括SIN选择按键、COS选择按键、TAN选择按键、COT选择按键、CSC选择按键和SEC选择按键，分别用于选择设置的三角函数类型，以及目标精度输入单元，用于修改输出结果的精度。

本实施例中的高层次综合模块2中包括：

LLVM-IR文件转换单元21，用于将采用高级语言构建的坐标旋转数字计算模型转换为LLVM-IR中间表达式文件；

配置单元22，用于将LLVM-IR中间表达式文件通过Lua脚本文件进行配置，转换为通过低级语言表达的坐标旋转数字计算模型。

进一步的，本实施例中的配置单元22包括依次连接的高层次通用优化层(GenericTransformations with Lowlevel information)、高层次综合变换层(HLS-specificTransformations)和寄存器传输级代码与行为级时序约束生成层(RTL Synthesis withBehaviorlevel information)，分别用于对LLVM-IR中间表达式文件进行高层次通用优化，对优化后的LLVM-IR中间表达式文件进行高层次综合变换，基于行为级时序约束转换为通过寄存器传输级代码语言表达的坐标旋转数字计算模型。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。