JP2000112715A - Sine/cosine arithmetic circuit - Google Patents
Sine/cosine arithmetic circuitInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、位相角を表す信号
に基づいて、その正弦波信号と余弦波信号とを発生する
正弦・余弦演算回路に係り、特に、ディジタル回路を使
用して、ディジタル信号を演算する正弦・余弦演算回路
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sine / cosine operation circuit for generating a sine wave signal and a cosine wave signal based on a signal representing a phase angle, and in particular, to a digital circuit using a digital circuit. The present invention relates to a sine / cosine operation circuit for calculating a signal.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、ディジタル回路で正弦・余弦演算
を行う回路として、メモリを用いた回路がよく知られて
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, a circuit using a memory is well known as a circuit for performing a sine / cosine operation in a digital circuit.
【0003】図7は、従来の正弦・余弦演算回路CCの
一例を示す図である。従来の正弦・余弦演算回路CC
は、ROM(Read Only Memory:読出専用メモリ)11
と12とによって構成され、全ての演算結果は、ROM
11、12に書き込まれている。すなわち、位相角信号
Aは、ROM11、12のアドレスとして入力され、上
記アドレスとして入力される位相角信号Aに対応する正
弦演算結果SINが、ROM11に予め書き込まれ、ま
た、上記アドレスとして入力される位相角信号Aに対応
する余弦演算結果COSが、ROM12に予め書き込ま
れ、上記アドレスに対応して、正弦演算結果SINと余
弦演算結果COSとが読み出される。FIG. 7 is a diagram showing an example of a conventional sine / cosine operation circuit CC. Conventional sine / cosine operation circuit CC
Is a ROM (Read Only Memory) 11
And 12, all the operation results are stored in the ROM
11 and 12 are written. That is, the phase angle signal A is input as an address of the ROMs 11 and 12, and the sine operation result SIN corresponding to the phase angle signal A input as the address is previously written in the ROM 11, and is input as the address. The cosine operation result COS corresponding to the phase angle signal A is written in the ROM 12 in advance, and the sine operation result SIN and the cosine operation result COS are read out corresponding to the address.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の正弦・余弦
演算回路では、正弦・余弦演算結果を予めメモリに書き
込んでおくようにするので、入力信号である位相角信号
Aのビット数が大きいと、メモリ11、12の容量が非
常に大きくなるという問題がある。In the above-mentioned conventional sine / cosine operation circuit, the result of the sine / cosine operation is written in advance in the memory. However, there is a problem that the capacities of the memories 11 and 12 become very large.
【0005】本発明は、多ビットの位相角信号につい
て、正弦・余弦演算結果を求める場合、正弦・余弦演算
結果を予め書き込むための大容量のメモリを必要としな
い正弦・余弦演算回路を提供することを目的とするもの
である。The present invention provides a sine / cosine operation circuit that does not require a large-capacity memory for previously writing the sine / cosine operation result when calculating a sine / cosine operation result for a multi-bit phase angle signal. The purpose is to do so.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、入力された位
相角信号の絶対値信号と上記入力信号の正負符号信号と
を出力する絶対値・符号抽出回路と、上記絶対値・符号
抽出回路が出力した上記絶対値信号に基づいて、一次近
似演算式を使用し、所定の限定された象限内において、
正弦演算結果と余弦演算結果とを近似演算する正弦・余
弦近似演算回路と、上記絶対値・符号抽出回路が出力し
た上記正負符号信号と上記絶対値信号の上位3ビットと
に応じて、上記正弦・余弦近似演算回路が出力した上記
正弦演算結果と上記余弦演算結果とを、入れ替えまたは
符号反転することによって、上記所定の限定された象限
以外の象限における正弦演算結果と余弦演算結果とを出
力する位相回転処理回路とを有する正弦・余弦演算回路
である。The present invention provides an absolute value / sign extraction circuit for outputting an absolute value signal of an input phase angle signal and a sign signal of the input signal, and an absolute value / sign extraction circuit. Based on the absolute value signal output by, using a first-order approximation equation, within a predetermined limited quadrant,
A sine / cosine approximation calculation circuit for approximating the sine calculation result and the cosine calculation result; and the sine calculation according to the sign signal output by the absolute value / sign extraction circuit and the upper 3 bits of the absolute value signal. The sine calculation result and the cosine calculation result output by the cosine approximation calculation circuit are interchanged or inverted to output a sine calculation result and a cosine calculation result in a quadrant other than the predetermined limited quadrant. A sine / cosine operation circuit having a phase rotation processing circuit.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態および実施例】図1(1)は、本発
明の一実施例である正弦・余弦演算回路CC1を示すブ
ロック図である。図1(2)は、上記実施例におけるセ
レクタ32の動作真理値表を示す図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1A is a block diagram showing a sine / cosine operation circuit CC1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is a diagram illustrating an operation truth table of the selector 32 in the above embodiment.
【0008】正弦・余弦演算回路CC1は、絶対値・符
号抽出回路10と、正弦・余弦近似演算回路20と、位
相回転処理回路30とによって構成されている。The sine / cosine operation circuit CC1 comprises an absolute value / sign extraction circuit 10, a sine / cosine approximation operation circuit 20, and a phase rotation processing circuit 30.
【0009】絶対値・符号抽出回路10は、入力信号で
ある位相角信号Aの絶対値信号|A|と、位相角信号A
の符号情報信号ISとを求めるものである。An absolute value / sign extraction circuit 10 generates an absolute value signal | A | of a phase angle signal A as an input signal and a phase angle signal A
And the code information signal IS.
【0010】正弦・余弦近似演算回路20は、絶対値信
号|A|の下位(N−2)ビットに応じて、第1象限
(所定の限定された象限)内における正弦演算結果S、
余弦演算結果Cを、一次近似演算によって得る回路であ
る。なお、一次近似演算の代わりに、多項式近似演算を
行うようにしてもよい。The sine / cosine approximation calculation circuit 20 calculates a sine calculation result S, in the first quadrant (predetermined limited quadrant) in accordance with the lower (N-2) bits of the absolute value signal | A |
This is a circuit that obtains a cosine operation result C by a first-order approximation operation. Note that a polynomial approximation operation may be performed instead of the first-order approximation operation.
【0011】位相回転処理回路30は、正弦・余弦近似
演算回路20が近似演算した正弦演算結果Sと余弦演算
結果Cとを、絶対値信号|A|の上位3ビットの信号に
応じて、入れ替えたり、符号を反転することによって、
位相回転処理を行い、これによって、第1象限以外の象
限における正弦演算結果SINと余弦演算結果COSと
を得る回路である。なお、絶対値信号|A|の上位3ビ
ットの信号は、2πを8つの象限に分けた場合、そのう
ちのどの象限に属するかを判別し得る信号である。The phase rotation processing circuit 30 exchanges the sine operation result S and the cosine operation result C approximated by the sine / cosine approximation operation circuit 20 in accordance with the upper three bits of the absolute value signal | A |. Or by inverting the sign,
This circuit performs a phase rotation process and obtains a sine operation result SIN and a cosine operation result COS in quadrants other than the first quadrant. The signal of the upper 3 bits of the absolute value signal | A | is a signal that, when 2π is divided into eight quadrants, which quadrant belongs to the quadrant.
【0012】位相回転処理回路30は、Nビットの位相
角信号Aを入力し、EXOR回路31、33、34、3
6と、セレクタ32と、第1の加算器35と、第2の加
算器37とを有する回路である。The phase rotation processing circuit 30 receives the N-bit phase angle signal A, and outputs the EXOR circuits 31, 33, 34, 3
6, a selector 32, a first adder 35, and a second adder 37.
【0013】EXOR回路31は、絶対値信号|A|の
(N−1)ビット目の信号|A|N-1 と、(N−2)ビ
ット目の信号|A|N-2 とを排他的論理和演算し、正弦
演算結果Sと、余弦演算結果Cとを入れ替える必要があ
る象限(第2、3、6、7象限)を抽出するための選択
信号SELを出力し、セレクタ32に送るものである。The EXOR circuit 31 excludes the (N-1) th bit signal | A | N-1 and the (N-2) th bit signal | A | N-2 of the absolute value signal | A | A logical OR operation is performed to output a selection signal SEL for extracting a quadrant (second, third, sixth, and seventh quadrants) in which the sine operation result S and the cosine operation result C need to be exchanged, and sent to the selector 32. Things.
【0014】セレクタ32は、EXOR回路31が出力
した選択信号SELに応じて、正弦・余弦近似演算回路
20が出力した正弦演算結果S、余弦演算結果Cのいず
れかを選択する回路である。なお、図1(2)に、選択
信号SELと、セレクタ32の出力信号CY、SYとの
関係を示してある。The selector 32 is a circuit for selecting one of the sine calculation result S and the cosine calculation result C output by the sine / cosine approximation calculation circuit 20 in accordance with the selection signal SEL output by the EXOR circuit 31. FIG. 1B shows the relationship between the selection signal SEL and the output signals CY and SY of the selector 32.
【0015】EXOR33は、絶対値信号|A|のNビ
ット目の信号|A|N と(N−1)ビット目の信号|A
|N-1 とを排他的論理和演算し、セレクタ32の出力信
号CYの符号を反転する(出力信号CYを負数にする)
必要がある象限(第3、4、5、6象限)を抽出する信
号を出力するものである。[0015] EXOR33 the absolute value signal | A | N-th bit of the signal | A | N and (N-1) th bit of the signal | A
N−1 and the exclusive OR operation to invert the sign of the output signal CY of the selector 32 (to make the output signal CY a negative number)
It outputs a signal for extracting necessary quadrants (third, fourth, fifth, and sixth quadrants).
【0016】EXOR回路33、34と加算器35と
は、符号反転手段を構成し、π/2≦θ≦3π/2の範
囲で、符号反転を行う手段である。つまり、第3、4、
5、6象限の位相角信号Aを入力したときに、EXOR
回路33が「1」を出力し、したがって、EXOR回路
34が、出力信号CYをビット単位で反転し(1→0ま
たは0→1を実行し)、この反転された信号に加算器3
5が1を加えるので、出力信号CYの符号を反転するこ
とができる。つまり、たとえば、4ビット演算で説明す
ると、CYが「0011」(「3」を示す2進数)であ
るとすると、この「0011」をビット単位で符号反転
し、「1100」を生成し、これに「1」を加えて、
「1101」になり、これが、「−3」を示す2進数に
なる。The EXOR circuits 33 and 34 and the adder 35 constitute sign inverting means and perform sign inversion within a range of π / 2 ≦ θ ≦ 3π / 2. That is, the third, fourth,
When a phase angle signal A of 5 or 6 quadrants is input, EXOR
The circuit 33 outputs “1”, and therefore, the EXOR circuit 34 inverts the output signal CY bit by bit (performs 1 → 0 or 0 → 1), and adds the adder 3 to the inverted signal.
Since 5 adds 1, the sign of the output signal CY can be inverted. In other words, for example, if the CY is "0011" (a binary number indicating "3"), the sign of this "0011" is inverted in bit units to generate "1100". Add “1” to
"1101", which is a binary number indicating "-3".
【0017】なお、EXOR回路33とEXOR回路3
4と加算器35とは、第2象限〜第8象限における余弦
演算結果と、第1象限における余弦演算結果とを出力す
る回路である。The EXOR circuit 33 and the EXOR circuit 3
4 and the adder 35 are circuits that output the cosine calculation results in the second to eighth quadrants and the cosine calculation results in the first quadrant.
【0018】EXOR回路36と加算器37とは、符号
反転手段を構成し、絶対値・符号抽出回路10が出力し
た符号情報信号ISに応じて、−π≦θ≦0の範囲で、
正弦演算結果S、余弦演算結果Cの符号反転を行うもの
である。なお、EXOR回路36と加算器37とは、第
2象限〜第8象限における正弦演算結果と、第1象限に
おける正弦演算結果とを出力する回路である。The EXOR circuit 36 and the adder 37 constitute a sign inverting means, and in a range of -π ≦ θ ≦ 0 according to the sign information signal IS output from the absolute value / sign extracting circuit 10.
The sign of the sine operation result S and the cosine operation result C are inverted. The EXOR circuit 36 and the adder 37 are circuits that output a sine operation result in the second to eighth quadrants and a sine operation result in the first quadrant.
【0019】なお、正弦演算結果Sは、第1象限のみに
おける正弦演算結果であり、正弦演算結果SINは、第
1〜8象限の全てにおける正弦演算結果であり、換言す
れば、正弦演算結果SINは、正弦演算結果Sを位相回
転処理回路30が位相回転処理した結果である。これと
同様に、余弦演算結果Cは、第1象限のみにおける余弦
演算結果であり、余弦演算結果COSは、第1〜8象限
の全てにおける余弦演算結果であり、換言すれば、余弦
演算結果COSは、余弦演算結果Cを位相回転処理回路
30が位相回転処理した結果である。なお、入れ替えが
ある場合には、正弦演算結果Sが余弦演算結果Cにな
り、余弦演算結果Cが正弦演算結果SINになる。The sine operation result S is a sine operation result in only the first quadrant, and the sine operation result SIN is a sine operation result in all of the first to eighth quadrants. In other words, the sine operation result SIN Is a result of the phase rotation processing circuit 30 performing the phase rotation processing on the sine calculation result S. Similarly, the cosine calculation result C is a cosine calculation result only in the first quadrant, and the cosine calculation result COS is a cosine calculation result in all of the first to eighth quadrants, in other words, the cosine calculation result COS. Is the result of the phase rotation processing circuit 30 performing the phase rotation processing on the cosine calculation result C. When there is a change, the sine operation result S becomes the cosine operation result C, and the cosine operation result C becomes the sine operation result SIN.
【0020】図2は、上記実施例における正弦・余弦近
似演算回路20の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the sine / cosine approximation calculation circuit 20 in the above embodiment.
【0021】正弦・余弦近似演算回路20は、符号反転
回路21、信号スイッチ手段22、第1のビットシフト
回路231と、第2のビットシフト回路232と、EX
OR回路24と、零値判定回路25と、第1のデコーダ
261と、第2のデコーダ262と、セレクタ271〜
273、281〜284、第1の加算器291と、第2
の加算器292とを有する。The sine / cosine approximation operation circuit 20 includes a sign inversion circuit 21, a signal switch means 22, a first bit shift circuit 231, a second bit shift circuit 232, and an EX.
OR circuit 24, zero value determination circuit 25, first decoder 261, second decoder 262, and selectors 271 to 271
273, 281-284, a first adder 291 and a second adder 291.
And an adder 292.
【0022】信号スイッチ手段22は、位相角信号の絶
対値と符号反転回路21の出力信号とによって構成され
る2系統の信号を、上記位相角信号の最上位ビットに応
じて、出力端子を切り替えて、または、上記出力端子を
切り替えずに出力する手段である。The signal switch means 22 switches output signals between two signals composed of the absolute value of the phase angle signal and the output signal of the sign inversion circuit 21 according to the most significant bit of the phase angle signal. Or means for outputting without switching the output terminal.
【0023】図3は、上記実施例における各回路の入力
信号と出力信号との対応を示す図である。図3(1)
は、信号スイッチ手段22の真理値表を示す図であり、
図3(2)は、第1のデコーダ261の動作を示す図で
あり、図3(3)は、第2のデコーダ262の動作を示
す図であり、図3(4)は、零値判定回路25の動作を
示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the correspondence between input signals and output signals of each circuit in the above embodiment. Fig. 3 (1)
Is a diagram showing a truth table of the signal switch means 22,
FIG. 3 (2) is a diagram showing the operation of the first decoder 261, FIG. 3 (3) is a diagram showing the operation of the second decoder 262, and FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating the operation of the circuit 25.
【0024】次に、正弦・余弦演算回路CC1の動作に
ついて説明する。Next, the operation of the sine / cosine operation circuit CC1 will be described.
【0025】まず、絶対値・符号抽出回路10が、位相
角信号Aの絶対値信号|A|を求め、また、位相角信号
Aの符号情報信号ISを抽出する。そして、正弦・余弦
近似演算回路20は、絶対値・符号抽出回路10が求め
た絶対値信号|A|の下位ビット(上位2ビットを除く
ビット)を使用し、正弦演算結果S・余弦演算結果Cを
近似演算によって求め、上記所定の限定された象限にお
ける正弦演算結果S・余弦演算結果Cを出力する。First, the absolute value / sign extraction circuit 10 obtains the absolute value signal | A | of the phase angle signal A, and extracts the sign information signal IS of the phase angle signal A. Then, the sine / cosine approximation circuit 20 uses the lower bits (bits excluding the upper 2 bits) of the absolute value signal | A | C is obtained by an approximate calculation, and a sine calculation result S / cosine calculation result C in the predetermined limited quadrant is output.
【0026】そして、位相回転処理回路30は、絶対値
・符号抽出回路10が出力した絶対値信号|A|の上位
3ビットと符号信号ISとに応じて、正弦・余弦近似演
算回路20が求めた正弦演算結果S・余弦演算結果Cを
入れ替え、その符号を反転することによって、全ての象
限に対応する正弦演算結果SIN・余弦演算結果COS
を得る。Then, the phase rotation processing circuit 30 calculates the sine / cosine approximation circuit 20 according to the upper 3 bits of the absolute value signal | A | The sine operation result S / cosine operation result CIN corresponding to all quadrants is obtained by exchanging the calculated sine operation result S / cosine operation result C and inverting the sign.
Get.
【0027】次に、正弦・余弦近似演算回路20につい
て詳しく説明する。Next, the sine / cosine approximation calculation circuit 20 will be described in detail.
【0028】正弦・余弦近似演算回路20は、絶対値・
符号抽出回路10によって正値に制限された絶対値信号
|A|の下位ビット信号に応じて、第1象限についての
み、正弦演算結果Sと余弦演算結果Cとを求める近似演
算を行う。The sine / cosine approximation calculation circuit 20 calculates the absolute value
In accordance with the lower bit signal of the absolute value signal | A | restricted to a positive value by the sign extraction circuit 10, an approximation operation for obtaining the sine operation result S and the cosine operation result C is performed only in the first quadrant.
【0029】第1象限という限られた象限内でのみ演算
するので、一次近似を適用することができる。しかし、
一次近似を適用すると、一般に、係数を乗算する必要が
生じ、ハードウェア規模が大きくなるという弊害が生じ
る。この弊害を除くために、位相角信号A(ここではω
とする)と、位相角信号Aを少なくとも1ビットシフト
し、空白部分に最上位ビットを充填した信号(位相角信
号Aを2のべき乗分で割った信号)と、位相角信号Aを
符号反転した後に少なくとも1ビットシフトし、空白部
分に最上位ビットを充填した信号(符号反転した信号を
2のべき乗分で割った信号)と、位相角信号Aの零値判
定信号と、定数とを組み合わせて加減算を実行するとい
う処理のみで、正弦演算結果Sと余弦演算結果Cとが得
られるような一次近似式を使用し、正弦・余弦関数を近
似している。なお、位相角信号Aの零値判定信号は、正
弦演算結果Sと余弦演算結果Cとを微調整する信号であ
り、この零値判定信号を使用しなくてもよい。Since the calculation is performed only in the limited quadrant of the first quadrant, a first-order approximation can be applied. But,
When the first-order approximation is applied, in general, it is necessary to multiply the coefficients, which causes a problem of increasing the hardware scale. To eliminate this adverse effect, the phase angle signal A (here, ω
), A signal in which the phase angle signal A is shifted by at least one bit and a blank portion is filled with the most significant bit (a signal obtained by dividing the phase angle signal A by a power of 2) and the sign of the phase angle signal A are inverted. After that, a signal obtained by shifting at least one bit and filling the most significant bit in a blank portion (a signal obtained by dividing the sign-inverted signal by a power of 2), a zero-value determination signal of the phase angle signal A, and a constant are combined. The sine / cosine function is approximated using a first-order approximation formula that can obtain the sine operation result S and the cosine operation result C only by performing the addition and subtraction operations. Note that the zero value determination signal of the phase angle signal A is a signal for finely adjusting the sine calculation result S and the cosine calculation result C, and the zero value determination signal may not be used.
【0030】図4は、上記実施例において使用する式
(1)、式(2)を示す図である。上記説明を式で表す
と、図4に示す式(1)のようになる。FIG. 4 is a diagram showing equations (1) and (2) used in the above embodiment. When the above description is expressed by an equation, the equation (1) shown in FIG. 4 is obtained.
【0031】ただし、式(1)中、αは、実数演算を量
子化し、固定小数点演算する場合における係数である。
Kojは、0または±1であり、Lojは、0または±1で
あり、Mo は、0または1であり、No は、0または1
であり、また、zero(x)は、x=0ならば、0で
あり、x≠0ならば、1である。In the equation (1), α is a coefficient in the case where the real number operation is quantized and the fixed point operation is performed.
K oj is 0 or ± 1, L oj is 0 or ± 1, M o is 0 or 1, N o is 0 or 1.
And zero (x) is 0 if x = 0, and 1 if x ≠ 0.
【0032】式(1)に示すような一次近似式を採用す
ることによって、乗算器等のハードウェア規模が大きい
演算手段を用いずに、正弦演算結果S、余弦演算結果C
を得ることができる。By employing a first-order approximation equation as shown in equation (1), the sine operation result S and the cosine operation result C can be obtained without using an arithmetic means such as a multiplier having a large hardware scale.
Can be obtained.
【0033】ところで、象限範囲を1つの一次式で近似
すると誤差が大きくなるという弊害が生じる。この弊害
を阻止するために、正弦・余弦近似演算回路20では、
後述する図5に示すように、入力位相角信号Aの値を複
数の区間に分け、各区間毎に、複数の一次近似式を逐次
切り替えて適用する。具体的には、図4に示す式(2)
において、Kij、Lij、Mi 、Ni 、Bi として、区間
毎に異なる値を選択する。However, when the quadrant range is approximated by one linear expression, there is a problem that an error increases. In order to prevent this adverse effect, the sine / cosine approximation calculation circuit 20 uses
As shown in FIG. 5 described later, the value of the input phase angle signal A is divided into a plurality of sections, and a plurality of linear approximations are sequentially switched and applied to each section. Specifically, equation (2) shown in FIG.
, Different values are selected for each section as K ij , L ij , M i , N i , and B i .
【0034】式(2)において、αは、実数演算を量子
化し、固定小数点演算する場合における係数であり、K
ijは、0または±1であり、Lijは、0または±1であ
り、Mi は、0または1であり、Ni は、0または1で
あり、x=0ならば、zero(x)=0であり、x≠
0ならば、zero(x)=1である。In the equation (2), α is a coefficient when a real number operation is quantized and a fixed-point operation is performed.
ij is 0 or ± 1, L ij is 0 or ± 1, M i is 0 or 1, N i is 0 or 1, and if x = 0, zero (x ) = 0 and x ≠
If 0, zero (x) = 1.
【0035】この場合、入力位相角信号Aの任意の値に
応じて、近似式の切替を行うと、近似式を切替えるため
に、多ビットのコンパレータ等が必要になり、ハードウ
ェア規模が増大するという弊害が生じる。この弊害を阻
止するために、入力位相角信号Aの定義域を、2のべき
乗数の区間(たとえば8つの区間)に区切り、この区切
りを、近似式の切り替え点として使用する。In this case, if the approximate expression is switched according to an arbitrary value of the input phase angle signal A, a multi-bit comparator or the like is required to switch the approximate expression, and the hardware scale increases. The adverse effect occurs. In order to prevent this adverse effect, the domain of the input phase angle signal A is divided into sections of a power of 2 (for example, 8 sections), and this section is used as a switching point of the approximate expression.
【0036】図5は、正弦・余弦近似演算回路20にお
いて、複数の一次近似式のそれぞれの適用範囲例を示す
図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of each applicable range of a plurality of linear approximations in the sine / cosine approximation circuit 20.
【0037】図5において、第1象限において、正弦関
数については、単位位相角の変化に対する正弦演算結果
の変化量の変化が少ないので、3つの一次近似式FS1、
FS2、FS3から、その1つの一次近似式を選択し、余弦
関数については、単位位相角の変化に対する余弦演算結
果の変化量の変化が多いので、5つの一次近似式FC1、
FC2、FC3、FC4、FC5から、その1つの一次近似式を
選択するようにしている。In FIG. 5, in the first quadrant, for the sine function, the change in the amount of change of the sine operation result with respect to the change in the unit phase angle is small, so that three linear approximations F S1 ,
From F S2, F S3, select the one primary approximate expression for the cosine function, the change of the amount of change of the cosine calculation results with respect to the change of the unit phase angle is large, five primary approximate expression F C1,
One linear approximation formula is selected from F C2 , F C3 , F C4 , and F C5 .
【0038】図5に示すように、入力位相角信号Aの定
義域を2のべき乗数の区間に区切り、この区切りを、近
似式の切り替え点として使用することによって、入力位
相角信号Aの上位ビットをデコードし、所定の区間(不
等間隔または等間隔で設定された区間)に適用する一次
近似式をセレクタ271〜273、281〜284で切
り替える。このように、セレクタによって一次近似式を
切り替えれば、近似式を切り替えるための多ビットコン
パレータが不要になる。したがって、最小限のハードウ
ェア規模で、誤差を抑制しつつ正弦・余弦演算結果を近
似演算することができる。As shown in FIG. 5, the domain of the input phase angle signal A is divided into sections of a power of two, and this division is used as a switching point of the approximation formula, whereby the higher order of the input phase angle signal A is obtained. The bits are decoded, and first-order approximation expressions to be applied to a predetermined section (a section set at unequal intervals or at equal intervals) are switched by the selectors 271 to 273 and 281 to 284. As described above, if the primary approximate expression is switched by the selector, a multi-bit comparator for switching the approximate expression becomes unnecessary. Therefore, the sine / cosine calculation result can be approximated with a minimum hardware scale while suppressing errors.
【0039】次に、正弦・余弦近似演算回路20の動作
についてさらに詳しく説明する。Next, the operation of the sine / cosine approximation calculation circuit 20 will be described in more detail.
【0040】正弦・余弦近似演算回路20の入力信号で
ある位相角信号は、正弦・余弦演算回路CC1が入力す
る位相角信号Aの絶対値信号|A|のうちで、最上位ビ
ット|A|N と次のビット|A|N-1 とが除去されてい
る信号であり、たとえば、10ビットの信号|A|9 〜
|A|0 で構成され、9ビット目の信号|A|9 を符号
ビットとみなし、8ビット目の信号|A|8 〜0ビット
目の信号|A|0 が、符号を除いた位相角信号を示すビ
ットである。The phase angle signal which is the input signal of the sine / cosine approximation operation circuit 20 is the most significant bit | A | of the absolute value signal | A | of the phase angle signal A input to the sine / cosine operation circuit CC1. N and the next bit | a | a signal with N-1 is removed, for example, 10-bit signal | a | 9 ~
│A│ 0 , the ninth bit signal │A│ 9 is regarded as a sign bit, and the eighth bit signal │A│ 8 to the zeroth bit signal │A│0 is the phase angle excluding the sign. This bit indicates a signal.
【0041】そして、符号反転回路21が、位相角信号
Aの絶対値信号|A|の正負を反転した信号−|A|を
得る。図3(1)の真理値表に示すように、位相角信号
Aの絶対値信号|A|のビット|A|9 (正弦・余弦演
算回路CC1が入力する位相角信号Aの絶対値信号|A
|の最上位から3つ目のビット)に応じて、信号スイッ
チ手段22が、信号|A|と−|A|とを、出力X、Y
に選択、出力する。なお、0〜2πを8つの象限に分け
た場合、ビット|A|9 は、正弦・余弦演算回路CC1
が入力する位相角信号Aの絶対値信号|A|の最上位か
ら3つ目のビットであるので、図6に示す奇数象限、偶
数象限を示すビットである。Then, the sign inverting circuit 21 obtains a signal-| A | in which the sign of the absolute value signal | A | of the phase angle signal A is inverted. As shown in the truth table of FIG. 3A, the bit | A | 9 of the absolute value signal | A | of the phase angle signal A (the absolute value signal | of the phase angle signal A input to the sine / cosine operation circuit CC1 | A
|, The signal switching means 22 outputs the signals | A | and-| A |
Select and output. When 0 to 2π are divided into eight quadrants, bit | A | 9 is set to sine / cosine operation circuit CC1
Is the third most significant bit of the absolute value signal | A | of the input phase angle signal A, and is a bit indicating an odd quadrant and an even quadrant shown in FIG.
【0042】つまり、ビット|A|9 =0であれば、出
力信号X=|A|であり、ビット|A|9 =1であれ
ば、出力信号X=−|A|であり、ビット|A|9 =0
であれば、出力信号Y=−|A|であり、ビット|A|
9 =1であれば、出力信号Y=|A|である。That is, if bit | A | 9 = 0, output signal X = | A |, and if bit | A | 9 = 1, output signal X = − | A | and bit | A | 9 = 0
, The output signal Y = − | A |, and the bit | A |
If 9 = 1, the output signal Y = | A |.
【0043】また、EXOR回路24は、位相角信号|
A|のビット|A|9 =1であるときに、位相角信号|
A|の上位ビット|A|8 〜|A|5 は、論理反転され
る。この信号スイッチ手段22の制御とEXOR回路2
4における論理反転とによって、0≦|A|≦π/4の
範囲の値をπ/4≦|A|≦π/2の範囲に対応させて
いる。たとえば、0≦|A|≦π/4の部分とπ/4≦
|A|≦π/2の部分とにおいて、正弦演算結果と余弦
演算結果を入れ替えて考えれば、図6において、π/4
の位置で線対称になっている。ここで、7π/16の値
を求めようとすると、正弦演算結果と余弦演算結果との
入れ替えを別途行う必要があるが、π/16の値を使え
ばよい。The EXOR circuit 24 outputs the phase angle signal |
When the bit of A || A | 9 = 1, the phase angle signal |
The upper bits | A | 8 to | A | 5 of A | are logically inverted. The control of the signal switch means 22 and the EXOR circuit 2
4, the value in the range of 0 ≦ | A | ≦ π / 4 is made to correspond to the range of π / 4 ≦ | A | ≦ π / 2. For example, 0 ≦ | A | ≦ π / 4 and π / 4 ≦
In the case of | A | ≦ π / 2, the result of sine operation and the result of cosine operation are interchanged.
It is line symmetric at the position. Here, in order to obtain the value of 7π / 16, it is necessary to separately exchange the sine operation result and the cosine operation result, but the value of π / 16 may be used.
【0044】つまり、位相角の値で考えてみれば、π/
4≦|A|≦π/2である|A|の値について、第1象
限に置き換えられる値を|A|’とすると、|A|’=
π/4−|A|になる。ここで、この回路の入力は絶対
値信号であり、上位2ビットを切ったものであるので、
|A|9 が「0」であれば、0≦|A|≦π/4であ
り、|A|9 が「1」であれば、π/4≦|A|≦π/
2であり、|A|9 はπ/4を表している。そこで、|
A|’=π/4−|A|を実現するには、信号スイッチ
手段22の制御によって、通常と逆の割り当て(|A|
と−|A|との割り当て)を行い、さらに近似式の変更
を制御するデコーダに対する信号を論理反転することに
よって、「−|A|」を表現している。論理反転する
と、「0」だったものが「15」になり、図5の適用範
囲を通常とは逆の方向から見ることになる。That is, considering the value of the phase angle, π /
For the value of | A | that satisfies 4 ≦ | A | ≦ π / 2, assuming that the value to be replaced in the first quadrant is | A | ′, | A | ′ =
π / 4− | A |. Here, the input of this circuit is an absolute value signal, which is obtained by cutting off the upper 2 bits.
When | A | 9 is “0”, 0 ≦ | A | ≦ π / 4, and when | A | 9 is “1”, π / 4 ≦ | A | ≦ π /
2 and | A | 9 represents π / 4. So, |
In order to realize A | ′ = π / 4− | A |, the assignment (| A |
And-| A |) and logically inverting the signal to the decoder that controls the change of the approximation expression, thereby expressing "-| A |". When the logic is inverted, “0” becomes “15”, and the application range in FIG. 5 is viewed from the opposite direction to the normal direction.
【0045】第1のビットシフト回路231は、信号ス
イッチ手段22の出力信号Xに応じて、信号X/2、X
/4、X/8、X/16、X/32、X/64を得る。
また、第2のビットシフト回路232は、信号スイッチ
手段22の出力信号Yに応じて、信号Y/2、Y/4、
Y/8、Y/16、Y/32、Y/64を得る。The first bit shift circuit 231 outputs signals X / 2 and X in accordance with the output signal X of the signal switch means 22.
/ 4, X / 8, X / 16, X / 32, X / 64.
Further, the second bit shift circuit 232 outputs the signals Y / 2, Y / 4,
Y / 8, Y / 16, Y / 32, Y / 64 are obtained.
【0046】第1のデコーダ261、第2のデコーダ2
62は、EXOR回路24の出力信号DXをそれぞれデ
コードし、図3(2)、(3)に示すように、信号選択
用制御信号DY、信号選択用制御信号DZを出力する。
つまり、信号DXが0〜5であれば、信号選択用制御信
号DY=0になり、信号DXが6〜10であれば、信号
選択用制御信号DY=1になり、信号DXが11〜15
であれば、信号選択用制御信号DY=2になる。そし
て、第1のデコーダ261、第2のデコーダ262は、
1つの象限において使用する複数の一次近似式にうち
で、実際に使用する一次近似式を選択する信号を出力す
るものである。The first decoder 261 and the second decoder 2
Reference numeral 62 decodes the output signal DX of the EXOR circuit 24, and outputs a signal selection control signal DY and a signal selection control signal DZ, as shown in FIGS. 3 (2) and 3 (3).
That is, if the signal DX is 0-5, the signal selection control signal DY = 0, and if the signal DX is 6-10, the signal selection control signal DY = 1, and the signal DX becomes 11-15.
Then, the signal selection control signal DY = 2. Then, the first decoder 261 and the second decoder 262
It outputs a signal for selecting a first-order approximation formula actually used among a plurality of first-order approximation formulas used in one quadrant.
【0047】また、零値判定回路25は、図3(4)に
示すように、位相角信号|A|を構成する10ビットの
全てが0であるビット列を検出し、制御信号AZを出力
する。Further, as shown in FIG. 3D, the zero value determination circuit 25 detects a bit string in which all 10 bits constituting the phase angle signal | A | are 0, and outputs a control signal AZ. .
【0048】セレクタ271〜273は、信号選択用制
御信号DYによって、X/4、X/8、X/32、Y/
32の各信号と定数とを切り替え、加算器291へ出力
する。なお、信号選択用制御信号DYが「0」であると
きに、図2においてセレクタ271〜273のそれぞれ
の最も上に記載されている信号を出力し、信号選択用制
御信号DYが「1」であるときに、図2においてセレク
タ271〜273のそれぞれの中央に記載されている信
号を出力し、信号選択用制御信号DYが「2」であると
きに、図2においてセレクタ271〜273のそれぞれ
の最も下に記載されている信号を出力する。The selectors 271 to 273 control the signals X / 4, X / 8, X / 32, Y /
32, and switches between each signal and a constant and outputs it to the adder 291. When the signal selection control signal DY is “0”, the signal described at the top of each of the selectors 271 to 273 in FIG. 2 is output, and the signal selection control signal DY is “1”. At a certain time, a signal described at the center of each of the selectors 271 to 273 in FIG. 2 is output. When the signal selection control signal DY is “2”, each of the selectors 271 to 273 in FIG. The signal described at the bottom is output.
【0049】また、セレクタ281〜284は、選択用
制御信号DZによって、X/16、X/64、Y/2、
Y/4、Y/8、Y/16、Y/64、AZの各信号と
定数とを切り替え、加算器292へ出力する。このセレ
クタ281〜284の切り替え動作によって、適用する
近似式の切り替えを行っている。なお、信号選択用制御
信号DZが「0」、「1」、「2」、「3」であるとき
に、図2においてセレクタ281〜284のそれぞれ、
上から、1、2、3、4番目に記載されている信号を出
力する。Further, the selectors 281 to 284 operate the X / 16, X / 64, Y / 2,
Each signal of Y / 4, Y / 8, Y / 16, Y / 64, and AZ is switched and a constant is output to the adder 292. The switching of the selectors 281 to 284 switches the approximate expression to be applied. When the signal selection control signal DZ is “0”, “1”, “2”, or “3”, each of the selectors 281 to 284 in FIG.
From the top, the first, second, third, and fourth signals are output.
【0050】第1の加算器291は、セレクタ271〜
273の出力を加算し、正弦演算結果信号Sを出力す
る。また、加算器292は、セレクタ281〜284の
出力を加算し、余弦演算結果信号Cを出力する。The first adder 291 includes selectors 271 to 271.
273, and outputs a sine operation result signal S. The adder 292 adds the outputs of the selectors 281 to 284 and outputs a cosine calculation result signal C.
【0051】上記のように、この場合の正弦・余弦演算
結果は、0≦|A|≦π/4の範囲の値であり、位相角
信号|A|の値がπ/4≦|A|≦π/2である場合、
加算器291が余弦演算結果信号を出力し、加算器29
2が正弦演算結果信号を出力するので、別途、位相回転
処理回路30によって、入れ替える処理が必要である。
つまり、位相角信号が第2、3、6、7象限に属する場
合、入れ替えが必要である。As described above, the result of the sine / cosine operation in this case is a value in the range of 0 ≦ | A | ≦ π / 4, and the value of the phase angle signal | A | is π / 4 ≦ | A | If ≦ π / 2,
The adder 291 outputs a cosine calculation result signal, and the adder 29
2 outputs a sine operation result signal, so that a separate process is required by the phase rotation processing circuit 30.
That is, when the phase angle signal belongs to the second, third, sixth, and seventh quadrants, replacement is necessary.
【0052】図2に示す正弦・余弦近似演算回路20を
使用すれば、ビットシフトと加算とを用いて正弦・余弦
演算するので、演算規模の増大を抑えることができる。When the sine / cosine approximation calculation circuit 20 shown in FIG. 2 is used, sine / cosine calculation is performed using bit shift and addition, so that an increase in calculation scale can be suppressed.
【0053】次に、位相回転処理回路30の動作につい
て詳しく説明する。Next, the operation of the phase rotation processing circuit 30 will be described in detail.
【0054】図6は、上記実施例における位相回転処理
回路30の動作の説明図であり、位相角に対する正弦演
算結果、余弦演算結果を示す図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the phase rotation processing circuit 30 in the above embodiment, and is a diagram showing a sine operation result and a cosine operation result for the phase angle.
【0055】入力された位相角信号|A|について正弦
演算結果SIN、余弦演算結果COSを求める場合、ま
ず、与えられた位相角信号|A|について、位相平面
(2π)を、第1象限、第2象限、………、第8象限の
8つ象限に分割する。そして、第1象限における正弦演
算結果をs とし、第1象限における余弦演算結果を
C とし、第2象限における正弦演算結果をs とし、第
2象限における余弦演算結果をC とし、………、第8
象限における正弦演算結果をs とし、第8象限におけ
る余弦演算結果をC とする。ここで、第1象限におけ
る正弦演算結果s と、第1象限における余弦演算結果
C とを、正弦・余弦近似演算回路20が近似演算す
る。When obtaining the sine operation result SIN and the cosine operation result COS for the input phase angle signal | A |, first, for the given phase angle signal | A |, the phase plane (2π) is converted into the first quadrant, It is divided into eight quadrants, the second quadrant,..., The eighth quadrant. Then, the result of the sine operation in the first quadrant is s, and the result of the cosine operation in the first quadrant is
C , the sine operation result in the second quadrant is s , the cosine operation result in the second quadrant is C ,.
The result of the sine operation in the quadrant is s, and the result of the cosine operation in the eighth quadrant is C. Here, the sine operation result s in the first quadrant and the cosine operation result in the first quadrant
C is approximated by the sine / cosine approximation operation circuit 20.
【0056】正弦関数・余弦関数は、周期関数であり、
また互いに直交する関係にあるので、第1象限内のみに
ついて、正弦演算結果S、余弦演算結果Cを求め、この
求められた正弦演算結果S、余弦演算結果Cを入れ換
え、符号反転し、位相角信号について論理反転すること
によって、上記所定の象限以外の象限における正弦演算
結果SIN、余弦演算結果COSを求ることができる。The sine and cosine functions are periodic functions,
Further, since they are orthogonal to each other, a sine operation result S and a cosine operation result C are obtained only in the first quadrant, the obtained sine operation result S and the cosine operation result C are exchanged, the sign is inverted, and the phase angle is changed. By inverting the logic of the signal, the sine operation result SIN and the cosine operation result COS in the quadrants other than the predetermined quadrant can be obtained.
【0057】つまり、第1象限における余弦演算結果
C を、位相角信号について論理反転すれば、第2象限に
おける正弦演算結果S を求めることができる。すなわ
ち、図6において、位相角π/4を示す破線を中心とし
て、第1象限における余弦演算結果C と第2象限にお
ける正弦演算結果S とが線対称になっているので、π
/4から0に変化するときに余弦演算結果C が変化す
る(増加する)のと同じように、π/4からπ/2に変
化するときに第2象限における正弦演算結果S を変化
させ(増加させ)ればよい。つまり、余弦演算結果C
を位相角信号について論理反転すれば、正弦演算結果
S を求めることができる。第2象限における余弦演算結
果C は、第1象限における正弦演算結果s を、上記
と同様に位相角信号について論理反転すればよい。That is, the cosine calculation result in the first quadrant
If C is logically inverted with respect to the phase angle signal, the sine operation result S in the second quadrant can be obtained. That is, in FIG. 6, the cosine calculation result C in the first quadrant and the sine calculation result S in the second quadrant are line-symmetric with respect to the broken line indicating the phase angle π / 4.
Similarly to the case where the cosine calculation result C changes (increases) when changing from / 4 to 0, the sine calculation result S in the second quadrant is changed when changing from π / 4 to π / 2 ( Increase). That is, the cosine calculation result C
Is logically inverted with respect to the phase angle signal.
You can ask for S. The cosine calculation result C in the second quadrant may be obtained by logically inverting the sine calculation result s in the first quadrant with respect to the phase angle signal in the same manner as described above.
【0058】第3象限における正弦演算結果S は、余
弦演算結果C をそのまま使用すればよく(正弦演算結
果S を余弦演算結果C として入れ替えればよく)、
第3象限における余弦演算結果C は、正弦演算結果
s の符号を反転した後、位相角信号について論理反転す
ればよい。第4象限における正弦演算結果S は、正弦
演算結果s を位相角信号について論理反転すればよ
く、第4象限における余弦演算結果C は、余弦演算結
果C を位相角信号について論理反転すればよい。As the sine operation result S in the third quadrant, the cosine operation result C may be used as it is (the sine operation result S may be replaced as the cosine operation result C ),
The cosine calculation result C in the third quadrant is the sine calculation result
After inverting the sign of s, the logic of the phase angle signal may be inverted. The sine operation result S in the fourth quadrant may be obtained by logically inverting the sine operation result s with respect to the phase angle signal, and the cosine operation result C in the fourth quadrant may be obtained by logically inverting the cosine operation result C with respect to the phase angle signal.
【0059】また、第5象限における正弦演算結果S
は、演算結果S の符号を反転すればよく、第5象限に
おける余弦演算結果C は、演算結果C の符号を反転
すればよく、第6象限における正弦演算結果S は、演
算結果C の符号を反転すればよく、第6象限における
余弦演算結果C は、演算結果C の符号を反転した
後、位相角信号について論理反転すればよい。The sine operation result S in the fifth quadrant
Can be obtained by inverting the sign of the operation result S , the cosine operation result C in the fifth quadrant can be obtained by inverting the sign of the operation result C , and the sine operation result S in the sixth quadrant can be obtained by changing the sign of the operation result C The cosine operation result C in the sixth quadrant may be obtained by inverting the sign of the operation result C and then logically inverting the phase angle signal.
【0060】さらに、第7象限における正弦演算結果
S は、演算結果C の符号を反転すればよく、第7象限
における余弦演算結果C は、演算結果S を入れ替え
ればよく、第8象限における正弦演算結果S は、演算
結果S の符号を反転すればよく、第8象限における余
弦演算結果C は、演算結果C を位相角信号について
論理反転すればよい。Further, the result of the sine operation in the seventh quadrant
S may be obtained by inverting the sign of the operation result C , the cosine operation result C in the seventh quadrant may be obtained by replacing the operation result S, and the sine operation result S in the eighth quadrant may be obtained by inverting the sign of the operation result S. The cosine calculation result C in the eighth quadrant may be obtained by logically inverting the calculation result C with respect to the phase angle signal.
【0061】上記のようにすることによって、全位相平
面上における正弦演算結果SIN、余弦演算結果COS
を求めることができる。As described above, the sine operation result SIN and the cosine operation result COS on all the phase planes are obtained.
Can be requested.
【0062】上記入れ替えを行う場合、通常の余弦演算
結果を出力する信号端子へ、正弦演算結果を出力し、逆
に、通常の正弦演算結果を出力する信号端子へ、余弦演
算結果を出力する必要があり、この入れ替え処理を、位
相回転処理回路30が実行する。つまり、位相回転処理
回路30では、絶対値信号|A|の(N−2)ビット目
|A|N-2 と、(N−1)ビット目の信号|A|N-1 と
を、EXOR31が排他的論理和演算し、EXOR31
の出力信号によってセレクタ32を制御することによっ
て、正弦・余弦近似演算回路20の出力である正弦演算
結果Sと余弦演算結果Cを入れ替える。In the case of performing the above exchange, it is necessary to output a sine operation result to a signal terminal for outputting a normal cosine operation result, and conversely, to output a cosine operation result to a signal terminal for outputting a normal sine operation result. The replacement process is performed by the phase rotation processing circuit 30. That is, in the phase rotation processing circuit 30, the (N-2) th bit | A | N-2 and the (N-1) th bit signal | A | N-1 of the absolute value signal | A | Performs exclusive OR operation, and EXOR31
By controlling the selector 32 with the output signal of, the sine calculation result S and the cosine calculation result C output from the sine / cosine approximation calculation circuit 20 are exchanged.
【0063】上記実施例によれば、多ビットの位相角信
号Aについて、正弦・余弦演算結果を求める場合、正弦
・余弦演算結果を予め書き込むための大容量のメモリを
必要とはしない。According to the above embodiment, when obtaining the sine / cosine operation result for the multi-bit phase angle signal A, a large-capacity memory for previously writing the sine / cosine operation result is not required.
【0064】[0064]
【発明の効果】本願発明によれば、多ビットの位相角信
号について、正弦・余弦演算結果を求める場合、正弦・
余弦演算結果を予め書き込むための大容量のメモリを必
要としないという効果を奏する。According to the present invention, when a sine / cosine operation result is obtained for a multi-bit phase angle signal,
This has the effect of not requiring a large-capacity memory for previously writing the cosine operation result.
【図1】本発明の一実施例である正弦・余弦演算回路C
C1を示すブロック図と、上記実施例におけるセレクタ
32の動作真理値表とを示す図である。FIG. 1 shows a sine / cosine operation circuit C according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing C1 and a diagram showing an operation truth table of the selector 32 in the embodiment.
【図2】上記実施例における正弦・余弦近似演算回路2
0の構成例を示す図である。FIG. 2 is a sine / cosine approximation calculation circuit 2 in the embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a zero.
【図3】上記実施例における各回路の入力信号と出力信
号との対応を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a correspondence between an input signal and an output signal of each circuit in the embodiment.
【図4】上記実施例において使用する式(1)、式
(2)を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing equations (1) and (2) used in the above embodiment.
【図5】正弦・余弦近似演算回路20において、複数の
一次近似式のそれぞれの適用範囲例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of each applicable range of a plurality of linear approximations in the sine / cosine approximation calculation circuit 20;
【図6】上記実施例における位相回転処理回路30の動
作の説明図であり、位相角に対する正弦演算結果、余弦
演算結果を示す図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of an operation of the phase rotation processing circuit 30 in the embodiment, showing a sine operation result and a cosine operation result for a phase angle.
【図7】従来の正弦・余弦演算回路CCの一例を示す図
である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a conventional sine / cosine operation circuit CC.
CC1…正弦・余弦演算回路、 10…絶対値・符号抽出回路、 2155符号反転回路、 22…セレクタ、 231…第1のビットシフト回路、 232…第2のビットシフト回路、 24…EXOR、 261…第1のデコーダ、 262…第2のデコーダ、 271〜273、281〜284…セレクタ、 291…第1の加算器、 292…第2の加算器、 20…正弦・余弦近似演算回路、 30…位相回転処理回路、 31、3234、36…EXOR、 35、37…加算器。 CC1: sine / cosine operation circuit, 10: absolute value / sign extraction circuit, 2155 sign inversion circuit, 22: selector, 231: first bit shift circuit, 232: second bit shift circuit, 24: EXOR, 261 ... 1st decoder, 262 ... 2nd decoder, 271-273, 281-284 ... selector, 291 ... 1st adder, 292 ... 2nd adder, 20 ... sine / cosine approximation arithmetic circuit, 30 ... phase Rotation processing circuit, 31, 3234, 36... EXOR, 35, 37.
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成11年9月27日(1999.9.2
7)[Submission date] September 27, 1999 (September 9, 1999
7)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【数1】 (但し、Kij、Lijは0または±1であり、Mi、Niは
0または1であり、zero(ω)はω=0であれば0
であり、ω≠0であれば1である)を使用し、一次近似
演算する正弦・余弦近似演算回路と;上記絶対値・符号
抽出回路が出力した上記正負符号信号と、上記絶対値信
号の上位3ビットとに応じて、上記正弦・余弦近似演算
回路が出力した上記正弦演算結果と上記余弦演算結果と
を、入れ替え、符号反転することによって、上記所定の
限定された象限以外の象限における正弦演算結果と余弦
演算結果とを出力する位相回転処理回路と;を有するこ
とを特徴とする正弦・余弦演算回路。 (Equation 1) (However, K ij and L ij are 0 or ± 1, and M i and N i are
0 or 1 and zero (ω) is 0 if ω = 0
And sine / cosine approximation operation circuit for performing a first-order approximation operation using ω ≠ 0) ; the positive / negative sign signal output from the absolute value / sign extraction circuit; The sine calculation result and the cosine calculation result output by the sine / cosine approximation calculation circuit are exchanged and sign-reversed according to the upper three bits, so that the sine in a quadrant other than the predetermined limited quadrant is obtained. And a phase rotation processing circuit for outputting a calculation result and a cosine calculation result.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守倉 正博 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 Fターム(参考) 5B022 AA00 BA02 CA04 CA07 DA01 DA02 EA07 FA03 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Masahiro Morikura 3-19-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo F-term in Nippon Telegraph and Telephone Corporation (reference) 5B022 AA00 BA02 CA04 CA07 DA01 DA02 EA07 FA03
Claims (2)
記位相角信号の正負符号信号とを出力する絶対値・符号
抽出回路と;上記絶対値・符号抽出回路が出力した上記
絶対値信号のうちの所定の下位ビットに基づいて、一次
近似演算式を使用し、所定の限定された象限内におい
て、正弦演算結果と余弦演算結果とを近似演算する正弦
・余弦近似演算回路と;上記絶対値・符号抽出回路が出
力した上記正負符号信号と、上記絶対値信号の上位3ビ
ットとに応じて、上記正弦・余弦近似演算回路が出力し
た上記正弦演算結果と上記余弦演算結果とを、入れ替
え、符号反転することによって、上記所定の限定された
象限以外の象限における正弦演算結果と余弦演算結果と
を出力する位相回転処理回路と;を有することを特徴と
する正弦・余弦演算回路。An absolute value / sign extraction circuit for outputting an absolute value signal of an input phase angle signal and a positive / negative sign signal of the phase angle signal; the absolute value signal output by the absolute value / sign extraction circuit A sine / cosine approximation circuit for approximating a sine operation result and a cosine operation result within a predetermined limited quadrant based on a predetermined lower-order bit of The sine operation result and the cosine operation result output by the sine / cosine approximation operation circuit are exchanged according to the positive / negative sign signal output by the value / sign extraction circuit and the upper 3 bits of the absolute value signal. A phase rotation processing circuit that outputs a sine calculation result and a cosine calculation result in a quadrant other than the predetermined limited quadrant by inverting the sign. .
と;上記位相角信号と上記符号反転回路の出力信号とに
よって構成される2系統の信号を、上記位相角信号の最
上位ビットに応じて、出力端子を切り替えて、または、
上記出力端子を切り替えずに出力する信号スイッチ手段
と;上記セレクタが出力した第1の信号を、少なくとも
1ビット分下位ビット側へシフトダウンし、しかも、上
記シフトダウンによって生じた空白部に、最上位ビット
と同じビットが充填された信号を、出力する第1のビッ
トシフト手段と;上記セレクタが出力した第2の信号
を、少なくとも1ビット分下位ビット側へシフトダウン
し、しかも、上記シフトダウンによって生じた空白部
に、最上位ビットと同じビットが充填された信号を、出
力する第2のビットシフト手段と;上記位相角信号の絶
対値が「0」であるか否かを判定する零値判定回路と;
上記位相角信号の最上位ビットと、他の複数の上位ビッ
トとの排他的論理和演算を行う排他的論理和手段と;上
記排他的論理和手段の出力信号に応じて、第1の信号選
択用制御信号を出力する第1のデコーダと;上記排他的
論理和手段の出力信号に応じて、第2の信号選択用制御
信号を出力する第2のデコーダと;上記第1のビットシ
フト手段の出力信号と、上記第2のビットシフト手段の
出力信号と、定数を表す信号との中から、上記一次近似
演算式に必要な複数の信号を、上記第1の信号選択用制
御信号に応じて選択する第1の信号選択手段と;上記第
1の信号選択手段が出力した複数の信号を互いに加算す
る第1の加算器と;上記第1のビットシフト手段の出力
信号と、上記第2のビットシフト手段の出力信号と、上
記零値判定回路の出力信号と、定数を表す信号との中か
ら、上記一次近似演算式に必要な複数の信号を、上記第
2の信号選択用制御信号に応じて選択する第2の信号選
択手段と;上記第2の信号選択手段が出力した複数の信
号を互いに加算する第2の加算器と;を有する回路であ
ることを特徴とする正弦・余弦演算回路。2. The sine / cosine approximation operation circuit according to claim 1, wherein: a sign inversion circuit for inverting and outputting a sign of the phase angle signal; and a signal output from the phase angle signal and the sign inversion circuit. The output signals are switched between the two systems of signals according to the most significant bit of the phase angle signal, or
Signal switch means for outputting without switching the output terminal; and shifting down the first signal output by the selector to at least one lower bit to the lower bit side. First bit shifting means for outputting a signal filled with the same bits as the upper bits; and shifting down the second signal output by the selector to at least one lower bit side, and further comprising: A second bit shift means for outputting a signal in which the same bit as the most significant bit is filled in a blank portion generated by the above; zero for determining whether or not the absolute value of the phase angle signal is "0" A value determination circuit;
Exclusive-OR means for performing an exclusive-OR operation on the most significant bit of the phase angle signal and a plurality of other higher-order bits; a first signal selection in accordance with an output signal of the exclusive-OR means A first decoder for outputting a control signal for use in the first bit shifter; a second decoder for outputting a control signal for selecting a second signal in response to the output signal of the exclusive OR means; From the output signal, the output signal of the second bit shift means, and the signal representing the constant, a plurality of signals necessary for the first-order approximation equation are determined according to the first signal selection control signal. A first signal selecting means for selecting; a first adder for adding a plurality of signals output from the first signal selecting means to each other; an output signal from the first bit shifting means; The output signal of the bit shift means and the zero value determination circuit Second signal selecting means for selecting, from the force signal and the signal representing the constant, a plurality of signals required for the first-order approximation equation in accordance with the second signal selection control signal; A second adder that adds together a plurality of signals output by the two signal selection means. 2. A sine / cosine operation circuit.
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