Расчет функции косинус

[Nihoden]

Ребят, нужна помощь с курсовой работой по схемотехнике. Сам в ступоре, уже давно, не знаю как реализовать даже, сам путь вроде как проглядывается, но не понимаю, как сделать.

Задание вот такое:
Разработать схему вычисления функции косинуса. Операндом является угол выраженный в градусах в формате плавающей точке. Максимальная потребляемая мощность всего изделия 20 Вт. Максимальная потребляемая мощность разработанной части 2 Вт. Максимальное время выполнения 1 мс.
Диапазон представления чисел:
с плавающей точкой – со знаком, нормализованный, точность мантиссы - 4 десятичных знака, порядок -8..+8.
Все модули должны поддерживать следующий протокол взаимодействия:
• Все операнды записываются во внутренние регистры схемы по соответствующему стробу
• Выполнение операции начинается по сигналу «start»
• Завершение операции сигнализируется сигналом «ready». После этого сигнала значения на выходе удерживаются до прихода любого входного управляющего сигнала
• При возникновении ошибки активируется сигнал «error»
• Для выполнения любой повторной операции необходимо выполнить сброс схемы сигналом «reset»

Сам представляю выполнение данного задания, как разложение функции косинуса в ряд Тейлора:
cos(x) = 1-x2/2!+x4/4!-...

Но тут же возникает вопрос, не сложно ли идти по этому пути, особенно беспокоит реализация факториала и деление, если например деление на 2n это регистровый сдвиг, то как реализовать деление на 3.

Так же есть варианты реализовать через CORDIC или через таблицы в ПЗУ.

Есть ли есть желающие на помощь, буду очень признателен, вплоть до материального вознаграждения.

[jump]

Nihoden,
1. планшет вам поможет, пишете все для андроида.
2. учите матчасть - ПЛИС с потреблением те же 2вт.

[Nihoden]

Nihoden,
1. планшет вам поможет, пишете все для андроида.
2. учите матчасть - ПЛИС с потреблением те же 2вт.

Я, к сожалению, не понял первой фразы.

[jump]

Nihoden,
делаете для планшета программные модели ЛЭ, собираете схему, моделируете - сдаете курсовую. все наглядно и визуально, препод может пощупать, потыкать пальцами.
или ищите для макета 155 серию, там было АЛУ - вам же макет нужно предъявить, судя по мощности?

[dgrishin]

На первый взгляд ничего экстраординарного (с точки зрения алгоритма) ...

Функция cos имеет период 2*pi
То есть первая операция temp = Xin % 2*pi - остаток от деления на 2*Pi

Далее ряд Тейлора. Но по нему можно получить значение в окрестностях известного значения функции (формула, которую вы написали - для окрестности 0). Какое решение напрашивается ??
Заранее рассчитать 2*pi/n значений функций cos(x) и sin(x) (синус нужен для ряда тейлора т. к. sin(x) = -cos(x)' и для ненулевого x, sin(x) тоже будет ненулевым) и сохранить их в табличном виде.
И от сохранённых значений cos(x) считать ряд Тейлора для temp.
Непонятно с какой точностью нужно вычислить значение (точность вычисления функции и точность мантиссы ИМХО это не одно и то же).
Кстати коэффициенты ряда тейлора можно тоже заранее посчитать и хранить их в табличном виде.

Либо решение в лоб - рассчитать 100000 значений функции cos (точность мантиссы значения функции будет не хуже 10-4) сохранить их в табличном виде и потом просто делать lookup

[omercury]

http://uchim.org/matematika/tablica-bradisa

[MisterDi]

Интересно, какой умник придумал хранить аргумент в формате с плавающей точкой? И есть-ли еще какие-то требования к аппаратной части? Тот же STM32 без проблем решит эту задачу за отведенное время. Но мне кажется, что тут хотят получить чисто аппаратное решение - тогда Verilog/VHDL в помощь.

[Alecsej]

Непонятен смысл сего действа.
Как правило аппаратно реализуют на уровне FPU простые действия, а сложные алгоритмы уже на уровне библиотек.
Иначе очень затратно по времени и по ресурсам.
Да и блоки с поддержкой плавающей точки только в старших семействах можно найти.
С чего-нибудь попроще надо начинать.
http://opencores.org/project,fpu

[jump]

нужна помощь с курсовой работой по схемотехнике

иоп мат-перемат аффтары, за исключением прикола от omercury и совета от MisterDi - вы тему читаете или перднуть и в кусты?
ТС нужна схема аппаратного, судя по цитате, ТТЛ/КМОП вычислителя на сериях 74/74НС. или он нефига не понял из задания, или его препод развел конкретно, но это тема для диплома во времена ссср, ибо займет несколько листов А1/А0

[Nihoden]

иоп мат-перемат аффтары, за исключением прикола от omercury и совета от MisterDi - вы тему читаете или перднуть и в кусты?
ТС нужна схема аппаратного, судя по цитате, ТТЛ/КМОП вычислителя на сериях 74/74НС. или он нефига не понял из задания, или его препод развел конкретно, но это тема для диплома во времена ссср, ибо займет несколько листов А1/А0

Тему читаю. Интернета не было, не мог зайти.

Комментарий от преподавателя:

Основное направление данной курсовой работы - синтез схемы по известному алгоритму. Нужно учесть, что основной функцией алгоритма является вычисление функции cos через разложение Тейлора. Зная свойства функции cos, Вы можете привести вычисление любого угла к интервалу 0..90 градусов (или любой другой интервал). Нужно обратить внимание на то, что количество элементов в разложении для меньшего интервала будет меньше (при одинаковой точности). Хорошо, что Вы произвели патентный поиск, но данная реализация может оказаться сложнее для синтеза. Вам нужно сначала разработать схему электрическую функциональную в которой синтезировать все логические функции и преобразования. Потом Вы сможете в рамках выбранной КМОП-логики выбрать микросхемы и на их основе реализовать логику, разработанную в функциональной схеме. Ну, остальное, Вы знаете: пояснительная записка, временные диаграммы и перечень элементов. Не забудьте посмотреть условия применения выбранной серии (с точки зрения фильтрации помех).