基于样本的信号是最基本的信号类型,也是最容易从真实世界(物理)信号构建的。您可以通过以给定的采样率对物理信号进行采样,并在接收时输出每个单独的采样来创建基于采样的信号。通常,大多数数模转换器输出基于采样的信号。
您可以从基于样本的信号创建基于帧的信号。当你缓冲一批N示例,创建一个数据框架。然后可以以1/的速率输出连续的数据帧N乘以原始的基于样品的信号的采样率。输出数据帧的速率也称为帧率信号。
基于帧的数据是实时系统中常见的数据格式。数据采集硬件通常以高速率积累大量的信号样本。然后,硬件将这些样本作为数据块传播到实时系统。这样做可以在许多样例之间分配固定的进程开销,从而最大化系统的效率。更快的数据采集在每一帧之后被较慢的中断处理暂停,而不是在每个单独的样本之后。看到基于框架的处理的好处想要查询更多的信息。
当您使用DSP System Toolbox软件处理信号时,您可以以基于样本或基于帧的方式进行处理。当你在Simulink中使用块时金宝app®,您可以在逐个块基础上指定哪种类型的处理块执行。在大多数情况下,您可以通过设置来指定处理模式输入处理范围。当您使用MATLAB中的系统对象时®,只有基于帧的处理可用。下表显示了在MATLAB和Simulink中用于执行基于样本和帧的处理的常用参数设置。金宝app
基于样本的处理 | 基于帧的处理 | |
---|---|---|
金宝app仿真软件-块 | 输入处理=元素作为频道(基于样品) |
输入处理=作为通道的列(基于框架) |
在基于样本的处理中,块每次处理一个样本信号。输入信号的每个元素代表一个不同通道中的一个样本。例如,从基于样本处理的角度来看,下面的3 × 2矩阵包含6个独立通道中的每个通道中的第一个样本。
当您将一个块配置为执行基于样本的处理时,该块将标量输入解释为单通道信号。类似地,块解释an米-经过-N矩阵为多通道信号用米*N独立渠道。例如,在基于样本的处理中,块将以下序列解释为六通道信号。
有关基于框架处理的最新更改的更多信息,请参见基于帧的处理更改部分的DSP系统工具箱发行说明.
在基于帧的处理中,一次阻止处理数据一帧。每个数据帧包含来自独立信道的顺序样本。每个通道由输入信号的列表示。例如,从基于帧的处理透视图,以下3×2矩阵具有两个通道,每个通道包含三个样本。
当您配置一个块以执行基于帧的处理时,块将解释米-by-1向量作为单通道信号包含米每个框架的样品。类似地,块解释an米-经过-N矩阵作为多通道信号具有N独立的通道和米每个通道的样品。例如,在基于帧的处理中,块将以下序列的3×2矩阵作为双通道信号解释,其具有帧大小为3。
使用基于帧的处理对于许多信号处理应用是有利的,因为您可以一次处理多个样本。通过将数据缓冲到帧和处理多样数据帧,您通常可以改善信号处理算法的计算时间。要执行基于帧的处理,您必须具有DSP系统工具箱许可证。
有关基于框架处理的最新更改的更多信息,请参见基于帧的处理更改部分的DSP系统工具箱发行说明.
加快实时系统。基于帧的数据是实时系统中常见的数据格式。数据采集硬件的工作原理是:以高速率积累大量的信号样本,然后将这些样本作为数据块传递给实时系统。这种类型的传播通过在许多样例中分配固定的进程开销来最大化系统的效率;更快的数据采集在每一帧被获取后被较慢的中断处理暂停,而不是在每个单独的样本被获取后。
下图说明了基于帧的处理如何增加吞吐量。薄块每个表示在获取样本期间经过的时间。较厚的块各自表示中断服务程序期间读取数据的中断服务期间的时间(ISR)。
在本例中,基于帧的操作在每个ISR之间获取一个包含16个样本的帧。因此,基于帧的吞吐率比基于样本的吞吐率高很多倍。
请注意,由于缓冲初始帧的固有滞后,基于帧的处理引入了一定程度的延迟。但是,在许多情况下,您可以选择框架大小,以提高吞吐量而不会产生不可接受的延迟。有关更多信息,请参阅延迟和延迟.
加速模型模拟。模型模拟也受益于基于帧的处理。在这种情况下,通过传播数据帧而不是单独的样本来减少块到块通信的开销。