CORDIC算法使用一系列固定的角度不断偏摆从而逼近目标角度,其运算仅需要简单的移位和加法操作,同时结构便利于流水线实现,因此CORDIC算法在乘法、三角函数产生、开平方和FIR等算法中得到广泛地应用。本文对传统的CORDIC算法进行深入地分析,提出改进结构,并结合CORDIC设计实现了DDFS和FFT协处理器。主要贡献在于:1.针对传统CORDIC存在的一些制约因素,如缩放因子、角度覆盖范围以及循环迭代次数过长等,本文提出两种改进型CORDIC结构。一种称为全覆盖K2结构,在不需要前后处理单元逻辑的前提下,使角度覆盖范围增至整个坐标空间,同时性能获得两位提升;另一种改进是依据SF原理设计的自适应编码CORDIC,在保证性能的同时达到取消缩放因子和降低所需迭代次数的目的。2.研究实现了基于CORDIC的直接数字频率合成器DDFS。传统DDFS中的相幅转换单元是基于查找表实现的,精度受面积的制约。本文利用改进的自适应编码CORDIC替换查找表结构,实时产生三角函数值,大大节省DDFS所使用的资源,同时精度高达11位。基于FPGA开发平台验证了所设计的DDFS的正确性,并利用Xilinx工具完成布局布线得到相应版图。3.设计实现了一款基于CORDIC的高速FFT协处理器。传统FFT算法中蝶形运算单元是通过复数乘法器和加法器实现的,由于乘法逻辑的复杂性,制约了FFT的计算速度,同时旋转因子的存储也占用较多资源。本文基于改进的全覆盖K2结构CORDIC算法设计实现了乘法单元,同时提出一种根据寻址地址实时产生旋转角度值的方法和无冲突的访存机制,使得系统的速度获得大幅度提升,经时序和硬件仿真,运行频率由传统50MHz提升至113MHz。