MATLAB实现基于CORDIC算法的正弦/余弦计算模拟系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现了基于CORDIC算法的正弦/余弦硬件仿真计算，支持定点运算模拟和量化误差分析。通过迭代精度控制，可设置迭代次数与精度要求，并与标准MATLAB数学函数对比，验证FPGA实现的性能差异。

详 情 说 明

基于MATLAB的CORDIC算法正弦/余弦计算模拟与FPGA性能对比验证系统

项目介绍

本项目实现了一个完整的CORDIC（坐标旋转数字计算）算法仿真验证系统，专门用于硬件设计中正弦/余弦函数的计算性能分析。系统通过MATLAB平台精确模拟FPGA实现时的定点运算特性，与标准数学函数进行性能对比，为硬件设计提供可靠的精度和时间性能评估依据。

该系统支持从算法参数配置、定点量化模拟到性能分析报告生成的全流程验证，是数字信号处理、FPGA设计等领域的重要辅助工具。

功能特性

核心算法功能

• CORDIC旋转模式实现：完整实现旋转模式下的正弦/余弦值硬件仿真计算
• 定点运算模拟：精确模拟FPGA实现时的量化误差，支持自定义数据位宽（8/16/32位）
• 迭代精度控制：可设置迭代次数（默认14次）与计算精度要求，支持运算模式选择

性能分析能力

• 基准测试对比：内置标准MATLAB数学函数对比模块，提供性能基准参考
• 时间统计分析：生成计算时间统计报告，量化比较软件与FPGA实现的时间差异
• 误差可视化分析：提供计算误差分析图和迭代收敛过程可视化输出

参数配置灵活性

• 多种输入支持：支持弧度制/角度制输入（标量或向量）
• 完整量化控制：数据位宽设置、舍入模式选择等全参数配置
• 测试样本可调：性能测试样本数量可自定义设置

使用方法

1. 参数配置：根据需要设置输入角度、迭代次数、数据位宽等参数
2. 算法执行：运行主程序启动CORDIC算法计算和对比分析
3. 结果查看：查看输出的正弦/余弦计算值、误差分析和性能数据
4. 报告生成：系统自动生成包含精度对比、耗时对比的完整性能分析文档

典型使用场景包括FPGA设计前期验证、算法精度评估、硬件资源优化分析等。

系统要求

软件环境

• MATLAB R2018b或更高版本
• 必需工具箱：无特殊要求（仅使用基础MATLAB功能）

硬件配置

• 内存：至少4GB RAM
• 处理器：支持浮点运算的x86/x64架构
• 存储空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件集成了系统的核心功能，包括CORDIC算法的完整实现流程、定点数量化处理模块、性能对比分析引擎以及结果可视化组件。该文件负责协调各功能模块的执行顺序，处理用户参数输入，调用计算核心进行正弦余弦值求解，并组织误差分析和性能测试的数据处理，最终生成包含图表和统计报告的综合输出结果。同时，该程序还实现了FPGA时序预估模型，能够模拟硬件环境下的计算延迟特性，为软硬件性能对比提供准确的时间基准。