CW32L012具有CORDIC 協處理器，能夠實現微秒級快速計算三角函數功能。

一、CW32L012的CORDIC運算原理

CORDIC是一種坐標旋轉數字計算機算法。CW32L012的CORDIC提供某些數學函數的硬件加速，特別是三角函數，通常用于電機控制、計量、信號處理和許多其他應用。與軟件實現相比，它加快了這些功能的計算速度，允許較低的工作頻率，或釋放處理器周期以執行其他任務。

CW32L012的CORDIC支持余弦 cos、正弦 sin、相位角 atan2、模 hypot、反正切 atan、雙曲余弦 cosh、雙曲正弦 sinh、雙曲反正切 atanh 函數運算。迭代次數可進行配置（范圍 6~66）。

具體運算定義如下：

關于 q1.15 和 q1.31：

? 用 sint16/sint32 代表 [-1,1）之間的實數

? sint16 對應的 q1.15 = sint16 / pow(2,15)

? sint32 對應的 q1.31 = sint32 / pow(2,31)

關于迭代次數：

? q1.15 建議迭代 16-20 次，q1.31 建議迭代 24-32 次。

關于啟動：

? 只有一個數據輸入（x 或 y 或 z）時，寫入該數據即啟動運算。

? 需要兩個數據輸入（x 和 y）時，寫入 y 啟動運算。

CORDIC 存在 2 個狀態標志，用來指示 CORDIC 的當前工作狀態，包括工作狀態標志 BUSY、運算完成標志忙標志（CORDIC_CSR.BUSY）

CORDIC_CSR.BUSY 標志位指示當前 CORDIC 是否處于運算結束或空閑狀態。

當CORDIC CSR.BUSY 為 0 時，表示 CORDIC 處于運算結束或空閑狀態，可以讀取結果或開始新的運算；當CSR.BUSY 為 1 時，表示 CORDIC 處于忙碌狀態，當前數據運算正在進行中，無法提供運算結果或開始新的運算。

運算完成標志位CORDIC_CSR.EOC 指示 CORDIC 運算完成。EOC 標志位被置位并不影響繼續進行新一輪運算，無論新一輪運算是什么類型。當新一輪運算被啟動時，標志位自動清零并根據新一輪運算的情況重新進行指示。

二、編程實現

初始化定義：

cordic_init_t init = {
        .func = CORDIC_FUNC_COS,  // 選擇余弦函數
        .scale = 0,              // 不使用擴展范圍
        .format = CORDIC_FORMAT_Q1_31, // 使用q1.31格式
        .iter = CORDIC_ITER_20,  // 迭代次數
        .comp = 1,               // 硬件補償伸縮因子
        .ie = 0,                 // 禁用中斷
        .dmaeoc = 0,             // 禁用DMA
        .dmaidle = 0             // 禁用DMA空閑
    };  
  CORDIC_Init(&init);  //sin cos運算初始化

角度定義

int32_t angle; 
angle = float_to_q1_31(0.167);

若計算45度的正余弦，則令angle=0.25（即1/4）。這樣運算的參數為 PI/4（45度），寫入角度參數前需要將數據轉化為Q1.31格式或Q1.15格式。

若計算30度的正余弦， 則令angle=0.167（即1/6）。這樣運算的參數為PI/6 （30度），寫入角度參數前需要將數據轉化為Q1.31格式或Q1.15格式。

將浮點數轉換為Q1.31格式，函數定義如下：

int32_t float_to_q1_31(float value) {
    return (int32_t)round(value * 2147483648.0); // 2^31
}

運算

while (CORDIC_GetStatus().busy);//運算前判斷BUSY狀態 
CW_CORDIC->Z =angle;   // 寫入Z寄存器啟動運算
while (!CORDIC_GetStatus().eoc);  // 等待運算完成，完成時標志硬件置1，讀取運算結果時硬件清0

讀取結果

int32_t y1,y2;
float  y11,y22; 
y1=CW_CORDIC->Y;// 正弦結果在Y寄存器 ,Q1.31格式 
y2=CW_CORDIC->X;// 余弦結果在X寄存器 Q1.31格式 
y11=q1_31_to_float(y1);   //正弦結果轉浮點數，可根據需要使用
y22=q1_31_to_float(y2);   //余弦結果轉浮點數，可根據需要使用 

其中Q1.31格式的定點數轉為浮點數函數定義如下：

float q1_31_to_float(int32_t value) {
    return (float)value / 2147483648.0; // 2^31
}

Q1.15格式的定點數轉換為浮點數函數定義如下：

float q1_15_to_float(int32_t value)
{
    return (float)value / 32768.0f;
}

參考例程

CW32L012的標準庫文件夾下有參考例程，可以直接運行。標準庫文件可在武漢芯源半導體有限公司的官方網址上直接下載（資料下載固件庫）。

例程路徑如下：

CW32L012_StandardPeripheralLib_V1.0.3ExamplesCORDICcordic_cosMDK

MDK工程打開示意圖如下：

該例程可以在CW32L012的最小系統架構中運算。

審核編輯 黃宇