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CORDIC using Heterogeneous Adders for Better Delay, Area and Power Trade-offs

향상된 연산시간, 회로면적, 소비전력의 절충관계를 위한 혼합가산기 기반 CORDIC

  • 이병석 (조선대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 이정근 (한림대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 이정아 (조선대학교 컴퓨터공학과)
  • Published : 2010.02.28

Abstract

High performance is required with small size and low power in the mobile embedded system. A CORDIC algorithm can compute transcendental functions effectively with only small adders and shifters and is suitable one for the mobile embedded system. However CORDIC unit has performance degradation according due to iterative inter-rotations. Adder design is an important design unit to be optimized for a high performance and low power CORDIC unit. It is necessary to explore the design space of a CORDIC unit considering trade-offs of an adder unit while satisfying delay, area and power constraints. In this paper, we suggest a CORDIC architecture employing a heterogeneous adder and an optimization methodology for producing better optimal tradeoff points of CORDIC designs.

모바일 임베디드 시스템에서는 성능이 우수하면서도 작은 칩 크기와 저 전력의 동작 조건이 요구된다. CORDIC 연산기는 초월 함수들을 효율적으로 계산하는 알고리즘으로, 특유의 하드웨어 간결성으로 인하여 모바일 임베디드 시스템에 매우 적합한 연산기이다. 하지만 CORDIC 알고리즘은 내부 연산의 반복 횟수에 따라 성능이 저하되는 문제점이 있다. CORDIC 연산기를 분석하면 가산기의 영향이 매우 크다는 것을 알 수 있다. 가산기의 알고리즘 종류에 따라 필요 이상의 성능 증가로 인하여 회로 면적과 소비 전력이 증가하면서 성능이 낭비되는 문제점을 해결하기 위하여 연산 시간, 회로 면적, 소비 전력에 대한 보다 심층적인 절충 관계 분석이 필요하다. 본 논문에서는 가산기에 따른 자원 낭비를 최소화하는 방법으로 혼합 가산기를 이용한 CORDIC 연산기를 제안하고, 혼합 가산기를 사용하면 요구 조건에 보다 최적화된 CORDIC 연산기를 설계할 수 있음을 실험 결과를 이용하여 보였다.

Keywords

References

  1. 윤경섭,"휴대용 단말기를 위한 실시간 무선 영상 음성 전송 기술,"한국컴퓨터정보학회논문지,제 14권,제 4호,111-117쪽, 2009년 4월.
  2. 김현희,김지홍,"모바일 3D 그래픽스를 위한 저전력 텍스쳐 매핑 기법,"한국컴퓨터정보학회논문지,제 14권,제2호,45-57쪽,2009년 2월.
  3. J. E. Volder, "The CDRDIC trigonometric computing technique," IRE Trans. Electron. Computers, Vol. C-8,pp. 330 - 334, Sep. 1959.
  4. J. S. Walther, "A Unified algorithm for elementary function," In 1971 Proc. Joint Spring Comput Conf., pp.379-385, 1971.
  5. T Lang, E Antelo, "High-Throughput CORDIC-based Geometry Operations for 3D Computer Graphics", IEEE Trans. on Computers, Vol.54, No.3, pp.347-361, Mar. 2005. https://doi.org/10.1109/TC.2005.53
  6. E Antelo, J Villalba and EL Zapata, "A low-latency pipelined 2D and 3D CDRDIC processors," IEEE Transactions on Computers, Vol. 57, pp. 404-417, 2008. https://doi.org/10.1109/TC.2007.70796
  7. F. Angarita, M. Canet, T. Sansaloni, A Perez-Pascual, and J. Valls, "Efficient mapping of CORDIC algorithm for OFDM-based WLAN," Journal of Signal Processing Systems, Vol. 52, pp. 181-191, 2008. https://doi.org/10.1007/s11265-007-0146-6
  8. Srinivasa Chaitanya K, P. Muralidhar, C.B. Rama Rao, ''Implementation of Cordic Based Architecture for WCDMA/OFDM Receiver," European Journal of Scientific Research, Vol.36 No.1, pp.65-78, 2009
  9. "TCB015GHD TSMC 0.15um Core Library Databock," TSMC, Release 1.0, 2003
  10. C. Nagendra, M.J. Irwin, R.M. Owens, "Area-time-power tradeoffs in parallel adders," In IEEE Trans. on Circuits and Systems II: Analog and Digital Signal Processing, Vol. 43, pp. 689-702, Oct. 1996 https://doi.org/10.1109/82.539001
  11. J.G. Lee, J.A. Lee, B.S. Lee and Milos D. Ergcegovac, "A design method for heterogeneous adders," Proc. Int. Conf. Embedded Software and Systems, Lecture Notes in Computer Science, June 2007
  12. S.H. Kwak, J.G Lee, E.G. Jung. D.S. Har, Milos D. Eroegovac and J.A Lee, ''Exploration of Power-Delay Trade-Offs with Heterogeneous Adders by ILP," Journal of Circuits, Systems, and Computers, Vol. 18, No. 4, pp. 787 - 800, 2009 https://doi.org/10.1142/S0218126609005368
  13. Y. Wang, C. Pai, X. Song, "The design of hybrid carry-lookahead/carry-select adders," In IEEE Trans. on Circuits and Systems II: Analog and Digital Signal Processing ,Vol. 49, Jan. 2002
  14. "DesignWare Building Block IP User Guide," Synopsys, July, 2009
  15. "Design Compiler User Guide," Synopsys, Sep. 2008
  16. "VCS' MX/VCS MXi User Guide," Synopsys, Jun. 2009
  17. "PrimeTime PX User Guide," Synopsys, Dec. 2008
  18. lp_solve reference guide, http://web.mit.edu/lpsolve_u55013/doc/index.htm
  19. OpenCores CDRDIC core, http.//www.opencores.org/project,cordic