杰克·法拉利MathWorks
了解如何在Simulink中使用基于帧的处理金宝app®加速仿真和模拟实时系统行为的模型。配合DSP System Toolbox™,您可以配置信号处理块来创建和操作数据帧,允许在单个时间步内处理多个样本。了解如何使用Simulink图金宝app形特性,包括信号尺寸标签和彩色编码的样本时间来检查和调试系统模型。您还可以使用Simulink Profil金宝apper来评估不同数据帧大小对模拟性能的影响。
在Simulink模型中以帧的形式对信号数据进行分组和处理通常可以提高仿真性能。金宝app它还更接近地模拟了实时数字信号处理系统如何处理信号数据流,从而更精确地模拟硬件中的真实世界行为。在本视频中,我们将介绍在Simulink中使用帧的基础知识,包括将它们引入到模型中,为基于帧的处理启用块,以及评估不同帧大小的效金宝app果。Simulink中的金宝app帧类似于在MATLAB中处理向量。向量化的MATLAB代码通常比相应的包含循环的代码运行得更快。
这是因为MATLAB解释器调用的次数减少了,减少了代码执行的开销。类似地,在Simulink中以帧的形式处理数据可以减少调用Simulink调度器金宝app带来的开销,从而实现更快的模拟。配合DSP系统工具箱,Simulink提供了一系列模块来建模和模金宝app拟信号处理系统。信号处理块可以被配置成处理由其块参数指定的样本或数据帧。在基于采样的处理中,块处理来自一个或多个通道的信号,每次一个采样。
例如,在这里,两个通道将输入方块,但是每个通道在每个时间步骤中只处理一个样本。或者,当块启用基于帧的处理时,它们在称为帧的连续样本组中处理信号。这里显示的框架有两个通道,每个通道有五个连续的样本。列的数量表示每帧的通道,而行的数量表示每个通道的样本。现在以基于帧的方式处理相同的多通道信号。
在单个时间步骤中,处理来自一个或多个通道的多个样本。为了演示基于帧的处理可实现的改进性能,让我们看一个音频信号处理中的应用程序示例。在该模型中,导入一个立体声音频文件,并对其进行处理,以添加一系列声音效果。模型的停止时间设置为10秒。音频信号经过From Multimedia File块读取后,通过一个由三部分组成的二次滤波器级联,一个边缘效应块,一个混响块,最后写入MATLAB工作空间。
进一步检查by二次滤波器,我们可以看到每个滤波器部分都被设置为基于帧的处理。镶边和混响块被配置为继承信号采样率。为了确认模型将使用正确大小的数据帧进行模拟,让我们首先设置From Multimedia Block的音频帧大小参数为每帧256个样本。现在让我们打开调试菜单,并在信息覆盖下启用信号尺寸和采样时间颜色。正如我们所看到的,模型中的每个块按照预期对大小为256x2的信号输入进行操作。
我们希望在帧中看到两个列,因为立体声音频信号有两个左右声音的通道。现在我们已准备好开始模拟。为了评估模型的性能,我们将利用位于调试菜单中的Simulink Profiler。金宝app首先,如前所述,让我们模拟具有256个样本的帧大小的示例模型。让我们使用Profiler运行模型,以生成包含性能结果的剖析报告。
现在,让我们将源块的音频帧大小参数增加到每帧的1,024个样本,并第二次运行探查器。让我们添加第二个报告面板,以便我们可以将两个分析器报告并排进行比较。与每帧1,024个样本的第二个模拟相比,我们可以看到模拟运行,每帧的256个样本需要更大的时间和呼叫次数,以便在模型中块完成。通过绘制仿真时间和每个模拟的呼叫次数,使用来自分析器报告的数据,性能和帧大小之间的关系可快速识别。随着每个帧的更多样本处理的信号需要更少的块呼叫,仿真从需要提高性能的减少的Simulink调度器开销中受益。金宝app
但是,在更大的帧中存在权衡也消耗更多内存,这可能会对复杂模型的性能产生负面影响。一般来说,对不同的框架尺寸进行实验是值得的,以找到最大化模型的模拟性能的大小。总而言之,将帧引入Simulink模型可降低开销并提高模拟性能。金宝app基于帧的处理也密切模仿实时系统在数据流上收集和操作的方式。金宝appSimulink提供用于建模,设计和测试信号处理系统的功能,该信号处理系统具有用于基于帧信号的本机支持的块。金宝app
在我们使用的示例中,我们只需要更改源块的音频帧大小参数,以在模型中试验不同帧大小的效果。可以使用图形特性(如信号尺寸和彩色编码的样本时间)来快速查看和检查系统架构中的信号,这有助于设计和测试。有关Simulink中基于框架的处理的示例和更多信息,请访问我们的文档。金宝app
您还可以从以下列表中选择一个网站:
选择中国网站(以中文或英文)以获得最佳网站性能。其他MathWorks国家网站未优化您所在地的访问。