[发明专利]一种低延时三角函数硬件加速算法

说明书

本发明公开了一种低延时三角函数硬件加速算法，包括以下步骤：利用前置模块将θsubgt;0/subgt;输入角度转换到第一象限；确定计算的初始值(xsubgt;0/subgt;，ysubgt;0/subgt;，zsubgt;0/subgt;)，对于正余弦计算时，给定初始值为(1/Ksubgt;n/subgt;，0，θ)；通过迭代模块，采用二次合并迭代的方法得到迭代值(xsubgt;N/subgt;，ysubgt;N/subgt;)；利用后置处理模块得到三角函数的值。本发明在迭代运算时，采用二次合并迭代的方法，可减少硬件模块的硬件消耗，提升计算速度，同时在计算反正切角度时，采用查表与近似替代结合的方法计算反正切算法，提升了计算速度，减少了ROM资源的消耗。

技术领域

本发明涉及硬件加速算法技术领域，尤其涉及一种低延时三角函数硬件加速算法。

背景技术

以新能源为主体，以数字化、智能化为特征的新型配电网需要大量信息采集和运行分析，以确保电网的安全稳定和可靠供电。电能质量作为衡量供电水平的重要标准，是新型配电网中采集与分析的重点对象。但目前配电网终端侧在电能质量采集与分析存在严重不足，给电网边缘侧带来巨大的计算压力。因此，需要配备具有的电能质量处理能力的电力用芯片，以缓解边缘侧计算压力，促进电网边端融合。

电能质量的处理涉及到大量的三角函数运算，目前的电力用芯片大多采用查表或泰勒展开的方式计算三角函数，查表法方面需要占用大量的内存，且精度受限，而泰勒展开的计算方法运算量大，运算速度慢，需占用大量的CPU资源，且功耗大。因此，亟需采用芯片化的三角函数计算方法，以提升电力用芯片的计算能力，降低功耗。

发明内容

本发明所述的一种低延时三角函数硬件加速算法，解决上述背景技术中提出的现有的三角函数运算方法存在的运算量大导致的运算速度慢、占用内存高、硬件消耗大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低延时三角函数硬件加速算法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：利用前置模块将θ₀输入角度转换到第一象限；

S2：确定计算的初始值(x₀，y₀，z₀)，对于正余弦计算时，给定初始值为(1/K_n，0，θ)；

S3：通过迭代模块，采用二次合并迭代的方法得到迭代值(x_N，y_N)；

S4：利用后置处理模块得到三角函数的值。

优选的，所述步骤S3包括以下步骤：

S301：输入迭代计算初始值(x₀,y₀,z₀)；

S302：判断迭代次数i是否达到最大迭代次数N，如果是，则输出迭代结果，如果否则继续执行步骤S303-S307；

S303：采用查表和近似替代相结合的方法计算出反正切值tan^-12^-i；

S304：根据下式，计算出第i步和第i+1步迭代方向di、di+1和迭代值z_i、z_i+1；

S305：根据下式计算出第i+1次迭代值x_i+1,y_i+1；

S306：更新迭代次数i；

S307：返回步骤S302。