电子学报 ›› 2015, Vol. 43 ›› Issue (4): 738-742.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2015.04.016

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基于低硬件复杂度、高速CORDIC的SVD模块设计与实现

张晓帆, 李广军   

  1. 电子科技大学通信学院, 四川成都 611731
  • 收稿日期:2013-11-18 修回日期:2014-03-18 出版日期:2015-04-25 发布日期:2015-04-25
  • 作者简介:张晓帆 男,1990年5月出生,广东广州人.2013年毕业于电子科技大学通信与信息工程学院,现为电子科技大学通信与信息工程学院硕士研究生,从事VLSI数字信号处理实现技术方面的研究.E-mail:zhangxf218@qq.com;李广军 男,1950年9月出生,河北保定人.现为电子科技大学通信与信息工程学院教授、博士生导师、中国通信学会通信专用集成电路委员会委员、四川省通信学会副理事长.主要从事VLSI数字信号处理实现技术、移动通信系统和嵌入式系统方面的研究工作.E-mail:gjli@uestc.edu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No.61176025,No.61006027)

The Design and Implementation of SVD Module with Reduced Hardware Complexity and High-Speed CORDIC Processor

ZHANG Xiao-fan, LI Guang-jun   

  1. Centre for Communication Circuits and Systems, UESTC, Chengdu, Sichuan 611731, China
  • Received:2013-11-18 Revised:2014-03-18 Online:2015-04-25 Published:2015-04-25

摘要:

为降低实现高阶矩阵SVD时的硬件复杂度和计算延时,本文改进了CORDIC迭代结构,设计了一种用于SVD的低硬件复杂度、高速CORDIC计算单元.本文以2×2矩阵为例,基于XilinxVirtex6硬件平台设计并实现了使用优化后CORDIC计算单元的SVD模块,在19bit位宽下吞吐率达25.9Gbps.对比Xilinx IP core中同类模块,本文设计节省27.6%寄存器,27.7%查找表,实时性提高14%.对高阶矩阵,本文给出资源消耗趋势曲线,可证明优化后CORDIC计算单元能降低16阶矩阵SVD模块约40%的硬件复杂度.

关键词: 奇异值分解(SVD), 坐标旋转数字计算机(CORDIC), 向量旋转

Abstract:

In order to reduce the hardware complexity and the delay of high-order SVD processor,two improved CORDIC modules including Arc Tan and Rotation functions are designed.These two improved CORDIC modules have better performance in terms of register saving and real-time quality.In this paper,a 2×2SVD module using above-mentioned CORDIC modules with 19bit data width has implemented on XilinxVirtex6 and the throughout reaches 25.9Gbps.Compared with the 2x2SVD module using IP core,it reduced 27.6% registers,27.7% LUTs and improved 14% real-time performance.Moreover,the trend curves of hardware consumption are presented which have testified that these two improved CORDIC modules can reduce 40% hardware complexity of 16-order SVD processor.

Key words: singular value decomposition(SVD), coordinate rotation digital computer(CORDIC), vector rotation

中图分类号: