DSP系统工具箱

设计和模拟流信号处理系统

DSP Systembox™提供用于设计,模拟和分析MATLAB信号处理系统的算法,应用和范围®和模拟金宝app®。您可以为通信,雷达,音频,医疗设备,IOT等应用模型实时DSP系统。

使用DSP系统工具箱,您可以设计和分析FIR,IIR,MULTIRATE,多级和自适应滤波器。您可以从变量,数据文件和网络设备流中流发信号,以进行系统开发和验证。时间范围,频谱分析仪和逻辑分析仪让您动态可视化和测量流信号。对于桌面原型和部署到嵌入式处理器,包括ARM®皮质®架构,系统工具箱支持C / C ++代码生成。金宝app它还支持从滤波器金宝app,FFT,IFFT和其他算法中获得比特准确的定点建模和HDL代码。

算法可用作MATLAB函数,系统对象™和Simulink块。金宝app

开始:

Simulink的信号处理和线性代数块金宝app

金宝app,DSP System Toolbox™提供了一个用于过滤器,变换和线性代数的信号处理算法库库。这些阻止将流输入信号作为单独的样本或称为帧的样本集合。纸浆包处理启用需要标量处理的低延迟进程和应用程序。基于帧的处理实现更高的吞吐量以换取延迟。系统工具箱支持基于示例和基于帧的处理模金宝app式。

使用系统对象的MATLAB程序可以通过MATLAB函数块或MATLAB系统块结合到Simulink模型中。金宝app大部分的系统对象相当金宝app仿真软件模块具有相同的能力。

基于帧的操作,它在每个中断服务例程(ISR)之间获取16个样本的帧,显示基于帧的吞吐率速率比基于样本的替代方案高多倍。

用于DSP系统的信号处理块设计,实现和验证

金宝app用于信号处理的Simulink块支持双精度和单精度浮点数据类型和整金宝app数数据类型。它们还支持与固定点设金宝app计器一起使用的固定点数据类型。

DSP系统工具箱中的信号处理块包括:

  • 信号变换如快速傅里叶变换(FFT),离散余弦变换(DCT)短时傅里叶变换(Stft),以及离散小波变换(DWT)
  • FIR,IIR和模拟过滤器的过滤器设计和实现
  • 用于采样率转换的多速率和多级滤波器,例如CIC.、Halfband、Polyphase和Farrow
  • 统计和自适应信号处理频谱估计、均衡和噪声抑制技术
  • 信号操作与测量如卷积,窗口,填充,延迟,峰值发现和零交叉
  • 用时间范围,频谱分析仪等流媒体信号可视化和测量
  • 信号管理方法,如缓冲,索引,切换,堆叠和排队
  • 汇聚和源,如啁啾和彩色噪声发生器,NCO, UDP接收器和发射器,等等
  • 数值线性代数常规程序,包括线性系统解算器,矩阵因子,和矩阵反转

DSP系统工具箱块库用于Simulink(Top)中可用的信号处理,以及线性系统求解器(左下角)和变换(右下)的扩展视图。金宝app

建模多型系统

在MATLAB中,DSP系统工具箱支持多速率处理金宝app采样率转换以及需要接地不同采样率或时钟速率的系统的建模。多型功能包括多级和多速率过滤器如FIR和IIR HAMBAND,POLYPHASE过滤器,CIC过滤器, 和法罗过滤器。它还包括信号操作,例如插值,抽取和任意采样率转换。

金宝appSigma-Delta模数转换器多级抽取滤波器的Simulink模型

MATLAB中的流信号处理

DSP系统工具箱为处理流信号提供了一个框架马铃薯。系统工具箱包括用于处理流的信号处理算法库,用于处理单速率和多速率滤波器,自适应滤波和FFT。系统工具箱是设计,模拟和部署信号处理解决方案的理想选择,包括音频,生物医学,通信,控制,地震,传感器和语音。金宝搏官方网站

流信号处理技术能够处理连续流动的数据流,这可以通过将输入数据划分为帧并在获取时处理每个帧来加速模拟。例如,MATLAB中的流信号处理可以实时处理多通道音频。

使用称为DSP算法组件的库启用流信号处理系统对象™表示数据驱动算法,源和汇。系统对象使您可以通过自动化数据索引,缓冲和算法状态管理等任务来创建流应用程序。您可以使用标准MATLAB函数和运算符将MATLAB系统对象混合。

你可以使用时间范围频谱分析仪可视化和测量流信号。

您可以使用针对流信号和数据的算法应用单速率,多管和自适应滤波器来流传输数据。

MATLAB代码实现基本流循环(左)。时间范围(右上角)和频谱分析仪(右下)可视化和测量生成和处理的实时信号。

用于DSP系统设计,实现和测试的算法库

DSP系统工具箱提供了超过350个算法,用于流系统的设计,实现和验证 - 无论是MATLAB函数还是MATLAB系统对象。算法支持双精度和单精度浮点数据金宝app类型。大多数算法还支持整数数据类型,以及所需的固定点数据类型金宝app固定点设计器™

在MATLAB中,系统工具箱的算法类别包括:

MATLAB中可用的信号处理算法的部分列表,如命令行帮助或通过选项卡完成显示。

多型系统

在MATLAB中,DSP系统工具箱支持多速率处理金宝app采样率转换以及需要接地不同采样率或时钟速率的系统的建模。多型功能包括多级和多速率过滤器如FIR和IIR HAMBAND,POLYPHASE过滤器,CIC过滤器, 和法罗过滤器。它还包括信号操作,例如插值,抽取和任意采样率转换。

多级数字下变频器各级的频率响应

单速率和多速率FIR和IIR过滤器设计,以及自适应滤波器

DSP系统工具箱提供了广泛的过滤器设计和实现FIR,IIR,多级,多管和自适应过滤器的算法。你可以使用低通的设计过滤器,高通,带通,BandStop和其他响应类型。您可以使用直接组织FIR,重叠 - 添加FIR,IIR二阶部分()使用筛选器结构实现它们(百良),级联allaspass和晶格结构。

您可以使用使用的过滤器Filterbuilder应用,matlab代码或simulink金宝app块。此外,您还可以分析FIR和IIR滤波器的定量点量化效果,并确定滤波器系数的最佳字长度。

你也可以设计可调滤波器在运行时,您可以调整关键过滤器参数,例如带宽和增益。

您在MATLAB中使用DSP系统工具箱设计的数字过滤器也可用于Simulink中的系统级模型。金宝app系统工具箱中有一个默认的过滤器块库,用于设计,模拟和实现低通滤波器,高通以及直接在Simulink中的其他过滤器。金宝app

除了传统的FIR和IIR滤波器设计算法,DSP系统工具箱支持专门的滤波器和设计方法,如:金宝app

使用过滤器构建器应用程序和过滤器可视化器应用程序设计和分析多级单速率低通滤波器

自适应过滤器

DSP系统工具箱提供了几种用于自适应过滤在matlab和simuli金宝appnk。这些技术广泛用于系统识别,光谱估计,均衡和噪声抑制等应用。这种自适应过滤器包括LMS为基础,基于RLS,仿射投影,快速横向,频域,格子为基础和卡尔曼。系统工具箱包括用于分析这些自适应滤波器的算法,包括跟踪系数,学习曲线和收敛。

在模拟声噪声消除系统模型的同时,可视化归一化LMS自适应滤波器的动态响应

多速率和多级过滤器和分析

DSP系统工具箱提供多速率滤波器的设计和实现,包括多相内插器,抽屉,采样率转换器,FIR HAMBBAND.IIR HAMBBAND.,解雇滤波器和CIC滤波器和补偿器,以及支持多级设计方法。金宝app系统工具箱还提供专门的分析函数来估计多速率和多级滤波器的计算复杂性。

左为使用fvtool进行等纹波设计和相应的多率多级设计的响应,右为输入和不同输出功率谱密度的多率多级设计的性能图。

信号范围,分析仪和测量

DSP系统工具箱提供范围和数据记录用于时域或频域可视化,测量和分析流信号在MATLAB和Simulink。金宝app的范围来到工业标准示波器和频谱分析仪的用户熟悉的测量和统计数据。

系统工具箱还提供逻辑分析仪用于显示时域信号中的转换,这有助于调试面向HDL实现的模型。

您还可以创建一个任意绘图,用于可视化数据向量,例如随时间的滤波器系数的演变。

时间范围在时域中显示信号,支持多通道I / O系统的各种信号连续,离散,固定尺寸,可变大金宝app小,浮点数据,固定点数据,n维信号。时间范围允许您在同一轴上显示多个信号,其中每个输入信号具有不同的尺寸,采样率和数据类型,或者在范围窗口中的不同显示器上的多个数据通道上。时间范围执行分析,测量和统计数据,包括根均方(RMS),峰值峰值,平均值和中位数。

利用非线性放大器模型测量啁啾信号产生的频谱峰的频率和功率

频谱分析仪计算各种输入信号的频谱,并在线性刻度或日志刻度上显示其频谱。频谱分析仪执行测量和分析,如谐波失真测量(THD,SNR,SINAD,SFDR),三阶互调失真测量(TOI),相邻信道功率比测量(ACPR),互补累积分布函数(CCDF)和峰值-to平均功率比(PAPR)。Spectrum Analyzer的频谱图模式视图显示了如何查看时变频谱并允许自动峰值检测。

DSP System Toolbox提供了其他可视化工具系列,可用于显示和测量各种信号或数据,包括实值或复值数据、向量、数组和任何数据类型(包括定点、双精度或用户定义的数据输入序列)的帧。一些可视化工具可以显示流数据或信号的3D显示,这样您就可以随着时间的推移分析数据,直到模拟停止。

逻辑分析仪显示了一个硬件精确可编程FIR滤波器模型的仿真结果。

定点建模与仿真

您可以使用具有固定点设计器的DSP系统工具箱来模拟定点信号处理算法,以及分析量化对系统行为和性能的影响。您还可以从Matlab代码或Simulink模型生成固定点C代码。金宝app

你可以配置MATLAB系统对象金宝app仿真软件模块在系统工具箱中固定点操作模式,使您通过在承诺硬件之前运行不同字长,缩放,溢出处理和舍入方法选择,通过运行模拟来执行设计权衡分析和优化。

许多DSP算法都支持定点模式,包括FFT、滤金宝app波器、统计和线性代数。DSP系统工具箱自动配置系统对象和块的定点操作。

FFT MATLAB系统对象,它提供配置累加器,产品和输出数据(左)的固定点数据类型规范。FFT Simu金宝applink块对话框提供了累加器,产品和输出信号的固定点数据类型规范的选项,这需要固定点设计器(右)。

定点滤波器设计

在DSP系统工具箱中,过滤器设计功能和过滤织机应用程序使您可以设计浮点过滤器,可以使用固定点设计器转换为固定点数据类型。这种设计流程简化了定点滤波器的设计与优化并允许您分析量化效果。

定量滤波器设计分析不满足过滤器设计约束的量化噪声,并且由于8位字长度(左),止动频段衰减不足。使用不同的系数字长度和使用12位字长度进行实验是足够的,并且满足过滤器设计约束(右)。

用于桌面和嵌入式工作流的C和c++代码生成

使用DSP系统工具箱Matlab编码器™和金宝appSimulink编码器™,您可以生成C和c++源代码或MEX函数,分别从MATLAB和Simulink中的信号处理算法和系统模型调整性能。金宝app

生成的代码可用于加速、快速原型、实现和部署,或用于产品开发过程中的系统集成。

桌面加速

您可以生成高效且紧凑的可执行代码,MEX函数,调谐为性能,以加快模拟中的计算密集型算法。您可以加快您的浮点和固定点算法,包括过滤器,FFT,统计数据, 和线性代数在matlab和simuli金宝appnk。

加速基于帧的流仿真,dspunfold.使用DSP展开将生成的MEX函数中的计算负载跨越多个线程。

与其他环境的独立执行和集成

使用DSP系统工具箱,您还可以通过生成算法的独立可执行文件来使用MATLAB代码或Simulink模型中生成的C代码来部署和原型设计。金宝app使用UDP组件,仍然可以直接从MATLAB或Simulink直接调整这个独立的可执行文件。金宝app因为这个独立的可执行文件在不同的线程上运行而不是MATLAB代码或Simulink模型,所以它可以提高算法的实时性能。金宝app

所生成的信号处理算法的C代码可以作为编译的库组件集成到其他软件中,例如自定义模拟器或诸如S​​ystemC的标准建模软件。

ARM Cortext处理器的优化C代码生成

使用DSP系统工具箱与硬件支持加载项金宝apparm cortex-a或者ARM Cortex-M嵌入式编码器®您可以从Matlab系统对象或Simulink块生成优化的C代码,用于密钥DSP算法,例如FFT,FIR和Biquad滤波器。金宝app生成的代码为ARM CORTEX-NE10库或ARM Cortex-M CMSI库提供了对优化例程的调用。与标准C代码相比,关键福利是一种立即增加性能。您还可以使用循环(PIL)测试执行代码验证和分析。

用于FPGA和ASIC开发的HDL代码生成

使用DSP系统工具箱过滤器设计HDL编码器™在MATLAB中,您可以设计数字滤波器并生成高效,可合成和便携式VHDL®和verilog.®FPGA或ASIC中实现的代码。您还可以自动创建VHDL和Verilog测试台,用于模拟,测试和验证生成的代码。

使用DSP系统工具箱高密度脂蛋白编码器™提供可综合和可读的VHDL和VERILOG代码生成用于系统设计。这种支持包金宝app括针对资源和性能进行优化的算法,比如过滤器,FFT.,传输线, 和NCO

用于HDL优化的FIR滤波器块的支持的硬件体系结构之一的一个支持的硬件架金宝app构(即部分串行收缩)的详细信息

最新特色

Timescope.目的

以增强的界面和响应性在时域中可视化和分析实时信号

SIMD代码生成

从更多块和对象以及更广泛的操作条件中生成更快的Intel AVX2代码(需要嵌入式编码器,以优化C / C ++代码生成)

状态流中的逻辑分析器

使用逻辑分析仪可视化和分析记录的状态流状态

hdl优化的FIR抽取块和系统对象

使用FIR抽取滤波器对信号进行采样,具有硬件友好的接口和架构(代码生成需要HDL编码器)

吉血管 - 每秒(GSP)CIC抽取和CORDIC算法

通过使用基于帧的输入提高HDL优化的CIC抽取和复杂到大小角度转换的吞吐量(需要代码生成的HDL编码器)

看到发行说明有关这些特性和相应功能的详细信息。