CIC抽取HDL优化

使用级联积分器梳状滤波器对信号进行抽取，为HDL代码生成进行了优化

库:
DSP系统工具箱HDL支持/过滤金宝app

描述

的CIC抽取HDL优化块采用级联积分器梳式(CIC)抽取滤波器抽取输入信号。CIC抽取滤波器是由梳状部分和积分器部分组成的一类线性相位FIR滤波器。该CIC抽取滤波器由结构组成N分段级联积分器的速率变化因子R,N级联梳状滤波器。有关CIC抽取过滤器的更多信息，请参见算法．

块支持标量和向量输入金宝app。对于这两种类型的输入，块都提供标量输出。该块支持标量输入的固金宝app定抽取和变量抽取，仅支持向量输入的固定抽取。

该模块提供了适合HDL代码生成和硬件部署的体系结构。

港口

输入

全部展开

`数据`——输入数据
标量|列向量

将输入数据指定为长度为1到64的标量或列向量。输入数据必须为有符号整数或有符号定点，且字长小于或等于32。大量毁灭因素(右)参数必须是输入帧大小的整数倍。

数据类型:int8|int16|int32|不动点
复数的支持:金宝app是的

`有效的`-有效输入数据的指示
标量

该端口是一个控制信号，表明输入数据是否有效。当这个值为1的值数据输入端口。当这个值为0的值时，块将忽略数据输入端口。

数据类型:布尔

`decimFactor`-可变抽取率
标量

使用此端口可以在运行时动态指定变量抽取速率。

该值必须为数据类型ufix12一个从2到的整数大量毁灭因素(右)参数值。

依赖关系

若要启用此端口，请选择变量大量毁灭参数。

数据类型:fixdt (0 12 0)

`重置`-清除内部状态
标量

当这个值为1，则停止当前计算并清除所有内部状态。当这个值为0和输入有效的端口是1时，块开始一个新的过滤操作。

依赖关系

若要启用此端口，请选择启用复位输入端口参数。

数据类型:布尔

输出

全部展开

`数据`- cic抽取输出数据
标量

属性，可以定义此输出的数据类型输出数据类型参数。

数据类型:int8|int16|int32|不动点
复数的支持:金宝app是的

`有效的`-指示有效的输出数据
标量

这个端口是一个控制信号，表明数据是否来自数据输出端口有效。当这个值为1控件上的有效数据数据输出端口。当这个值为0的值数据输出端口无效。

数据类型:布尔

参数

全部展开

`变量大量毁灭`-可变抽取率
`从`(默认)|`在`

选择此参数以以从中指定的变量抽取率操作块decimFactor输入端口。
清除此参数以操作从中指定的固定抽取率的块大量毁灭因素(右)参数。

请注意

对于矢量输入，块不支持变量抽取。金宝app

`大量毁灭因素(右)`——大量毁灭因素
`2`(默认值)|整数，2 ~ 2048

指定要对输入进行抽取的抽取因子率。

当您选择变量大量毁灭参数,大量毁灭因素(右)参数设置的有效值范围的上界decimFactor输入端口。

`微分延迟(M)`——微分延迟
`1`(默认)|`2`

指定块的梳状部分的微分延迟。

`组别数目(N)`-积分器和梳节的数量
`2`(默认)|`1`|`3.`|`4`|`5`|`6`

指定块的梳状部分或积分器部分的节数。

`输出数据类型`—输出数据类型
`完整的精度`(默认)|`与输入的字长相同`|`最小节字长度`

选择输出数据的数据类型。

完整的精度—输出数据类型的字长等于输入字长加增益位。
与输入的字长相同—输出数据类型的字长与输入的字长相等。
最小节字长度-输出数据类型使用您在输出字长参数。当您选择此选项时，块将应用剪枝算法。有关剪枝算法的更多信息，请参见［1］．选择。时不支持此选项金宝app变量大量毁灭参数。

`输出字长`-字长输出
`16`(默认值)|整数，取值范围是2 ~ 104

指定输出的单词长度。

请注意

当这个值为2，3.，4，5,或6，则块可能溢出输出数据。

依赖关系

若要启用该参数，请设置输出数据类型参数最小节字长度．

`增益校正`-输出增益补偿
`从`(默认)|`在`

选择此参数以补偿块的输出增益。

根据输入的类型、指定的抽取值和此参数的值，块的延迟会发生变化。在这里,N表示节数和vecLen表示向量的长度。

对于具有固定抽取值的标量输入(变量大量毁灭参数是清理):

清除该参数时，该块的延迟为3 +N时钟周期。
选择该参数时，块的延迟时间为3 +N+ 9个时钟周期。

对于具有变量抽取的标量输入(变量大量毁灭参数选择):

清除该参数时，块的延迟为4 +N时钟周期。
选择该参数时，块的延迟时间为4 +N+ 9个时钟周期。

对于具有固定抽取值的矢量输入变量大量毁灭参数是清理):

清除该参数时，块的延迟时间为地板上（(vecLen- 1) * (N/vecLen+ 1 + 1N+ (2 +)vecLen+ 1) *N时钟周期。
选择该参数时，块的延迟时间为地板上（(vecLen- 1) * (N/vecLen+ 1 + 1N+ (2 +)vecLen+ 1) *N+ 9个时钟周期。

请注意

对于矢量输入，块不支持变量抽取。金宝app

`启用复位输入端口`——复位信号
`从`(默认)|`在`

选择该参数，启用重置输入端口。

模型的例子

实现CIC抽取滤波器的HDL

使用CIC抽取HDL优化块来过滤和向下采样数据。此块支持标量和向量输入金宝app。在本例中，提供了两个Simulink®模型金宝app分别处理标量和矢量输入。您可以从这些Simulink模型中的子系统生成HDL代码。金宝app

LTE数字下变频器的HDL实现

设计一个数字下变频器(DDC)的无线电通信应用程序，如LTE，并生成HDL代码与HDL编码器™。

算法

全部展开

中投公司大量毁灭过滤器

CIC抽取滤波器的传递函数为

$H （ z ）＝ {［ \sum_{k ＝ 0}^{R 米 - 1} z^{- k} ］}^{N} ＝ \frac{{（ 1 - z^{- R 米} ）}^{N}}{{（ 1 - z^{- 1} ）}^{N}} ＝ \frac{1}{{（ 1 - z^{- 1} ）}^{N}} \cdot \frac{{（ 1 - z^{- R 米} ）}^{N}}{1} ＝ H_{我}^{N} （ z ） \cdot H_{c}^{N} （ z ），$

地点:

H_我为CIC滤波器积分器部分的传递函数。
H_C为CIC滤波器梳状部分的传递函数。
N是节数。CIC滤波器的节数定义为滤波器的梳状部分或积分器部分的节数。这个值并不代表整个筛选器的部分总数。
R是抽取因子。
米是微分延迟。

CIC滤波器结构

的CIC抽取HDL优化块有CIC滤波器结构，如图所示。该结构包括N分段级联积分器的速率变化因子R,N级联梳状滤波器［1］．

你可以在CIC滤波器的积分器部分的前馈或反馈路径中找到单位延迟。这两种配置产生相同的滤波器频率响应。然而，由于块的延迟，这两种配置的数值输出是不同的。因为这种配置是首选的HDL实现，这个块将单位延迟放在积分器的前馈路径。

固定抽取和可变抽取

块向下采样积分器级输出使用R的固定抽取率大量毁灭因素(右)方法提供的变量抽取率decimFactor输入端口。在下采样阶段，该块使用一个计数器来计数有效的输入样本，这取决于抽取率。每当抽取率发生变化时，该块将重置并从下一个样本开始新的计算。这种机制可以防止块积累错误值。然后，该块将抽取输出提供给CIC滤波器的梳状部分。

增益校正

块的增益由 $G 一个我 n ＝ {（ R x 米）}^{N}$ ,地点:

R是大量毁灭因素(右)参数值。
米是微分延迟(M)参数值。
N是组别数目(N)参数值。

该模块实现了粗增益和细增益两部分的增益校正。在粗增益校正中，该块计算移位值，将移位值添加到小数位以创建数字类型，并执行左移位并重新解释cast。在细增益校正中，如果增益不是2的幂，则块将剩余增益与粗增益分开。然后，该块将校正后的粗增益校正值与精细增益的逆值相乘。在块开始处理之前，所有可能的移位和精细增益值都预先计算并存储在一个数组中。

你可以把这个方程修改为 $G 一个我 n ＝ 2^{c G 一个我 n} x f G 一个我 n$ ．在这个方程,cGain是粗利，和fGain是美好的收获。这些增益由这些方程给出。

$c G 一个我 n ＝ f l o o r （ {日志}_{2} G 一个我 n ）$
$f G 一个我 n ＝ G 一个我 n / 2^{c G 一个我 n} ＝ G 一个我 n x 2^{- c G 一个我 n}^{}$

执行增益校正时变量大量毁灭参数，则块设置配置为最大抽取率的输出数据类型，并为最大抽取率下的所有值左移位。位移位值等于 ${最大增益-对数}_{2} (电流增益)$ ．

输出数据类型

块输出数据的方式取决于输出数据类型的选择。考虑一个blockR，米,N值分别为8、1和3，输入宽度为16。输出字长计算为 $B_{出} ＝ B_{在} + ［ {日志}_{2} （ G 一个我 n ）］$ ，

地点:

$G 一个我 n ＝ {（ R x 米）}^{N}$
B_在是输入字的长度。
B_出是输出字长。

当你设置输出数据类型参数完整的精度，该块通过在输入字长16上加上9个增益位，输出字长为25的数据。

当你设置输出数据类型参数与输入的字长相同，该块输出数据的字长为16，与输入字的长度相同。内部积分器和梳级使用25位的全精度数据类型。

当你设置输出数据类型参数最小节字长度和输出字长参数16，该块输出的数据的字长为16。在这种情况下，块在每个阶段改变位宽，基于剪枝算法。

如果输出字长参数值小于块输出所需的位数，则对早期阶段的lbs (least significant bits)进行剪枝。Hogenauer算法［1］提供每个阶段需要丢弃的lbs的数量。该算法最大限度地减少了输出数据中的信息损失。

延迟

本节展示了标量输入块在用固定和可变抽取率操作时的延迟，以及矢量输入块在用固定抽取率操作时的延迟。

标量的输入

本节展示了不同标量输入块的输出R，米,N值。

此图显示了默认配置(即具有固定抽取率和R，米,N值分别为2、1和2)。块返回有效的输出数据每秒钟基于固定大量毁灭因素(右)的参数值2．block的延迟为5个时钟周期，计算为3 +N,在那里N是节数。

这个图显示了一个固定抽取率的块的输出，R，米,N分别为8、1和3，以及增益校正参数选择。块每8个周期返回有效的输出数据大量毁灭因素(右)的参数值8．block的延迟为15个时钟周期，计算为3 +N+ 9,N是节数。

此图显示可变抽取率(decimFactor输入端口)值2、4、8和for米和N分别为1和3。在这种情况下增益校正参数是清除。对象对应的第二个、第四个和第8个循环返回有效的输出数据decimFactor端口值2，4,8,分别。块接受decimFactor仅当有效的输入端口是1．block的延迟为7个时钟周期，计算为4 +N,在那里N是节数。

向量输入

vector输入块的延迟使用以下公式计算:地板上（(vecLen- 1) * (N/vecLen+ 1 + 1N+ 9 *增益校正+ (2 +)vecLen+ 1) *N),vecLen向量的长度是N是节数。

此图显示了带有默认配置(即具有固定抽取率和R，米,N值分别为2、1和2)。block的延迟时间为12个时钟周期。

这个图显示了一个带有固定抽取率的八元素列向量输入块的输出，R，米,N分别为8、1和3，以及增益校正参数选择。block的延迟时间为44个时钟周期。

性能

合成HDL代码的性能随你的目标和合成选项而变化。下表显示了具有固定抽取率和可变抽取率的标量输入以及具有固定抽取率的二元列向量输入的块的资源和性能数据合成结果R，米,N分别为2、1、2。生成的HDL是针对Xilinx的^®Zynq^®- 7000 ZC706评估板。

输入数据	大量毁灭类型	片附近地区	片寄存器	最高频率(MHz)
标量	固定利率	101	166	711.74
标量	可变利率	206	186	441.70
向量	固定利率	218	627	624.61

资源和频率根据输入数据的类型而变化，R，米,N值，以及在块掩码中选择的其他参数值。使用矢量输入可以增加吞吐量，但是这个选项也增加了块使用的硬件资源的数量。

参考文献

[1] Hogenauer E。用于抽取和插值的一类经济的数字滤波器。IEEE声学、语音和信号处理汇刊29日,没有。2(1981年4月):155-62。https://doi.org/10.1109/TASSP.1981.1163535。

扩展功能

C / c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

此模块支持Simuli金宝appnk的C/ c++代码生成金宝app^®加速器和快速加速器模式和DPI组件生成。

HDL代码生成
使用HDL编码器™为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码。

HDL Coder™提供额外的配置选项，影响HDL实现和合成逻辑。

高密度脂蛋白架构

这个块有一个单一的，默认的HDL架构。

高密度脂蛋白块属性

ConstrainedOutputPipeline	通过移动设计中现有的延迟而放置在输出处的寄存器数量。分布式管道不会重新分发这些寄存器。默认值是`0`．更多信息请参见ConstrainedOutputPipeline(高密度脂蛋白编码器)．
InputPipeline	要插入到生成代码中的输入管道阶段的数量。分布式流水线和受限输出流水线可以移动这些寄存器。默认值是`0`．更多信息请参见InputPipeline(高密度脂蛋白编码器)．
OutputPipeline	要插入到生成代码中的输出管道阶段的数量。分布式流水线和受限输出流水线可以移动这些寄存器。默认值是`0`．更多信息请参见OutputPipeline(高密度脂蛋白编码器)．

另请参阅

对象

dsp。C我CCompensationDecimator|dsp。C我CCompensationInterpolator|dsp。C我CDecimator|dsp。C我C我nterpolator|dsp。HDLCICDecimation

块

中投公司大量毁灭|中投插值

介绍了R2019b

DSP系统工具箱文档

金宝app

试试MATLAB、Sim金宝appulink和其他产品下载188bet金宝搏

得到审判现在

CIC抽取HDL优化

描述

港口

输入

数据——输入数据标量|列向量

有效的-有效输入数据的指示标量

decimFactor-可变抽取率标量

依赖关系

重置-清除内部状态标量

依赖关系

输出

数据- cic抽取输出数据标量

有效的-指示有效的输出数据标量

参数

变量大量毁灭-可变抽取率从(默认)|在

大量毁灭因素(右)——大量毁灭因素2(默认值)|整数，2 ~ 2048

微分延迟(M)——微分延迟1(默认)|2

组别数目(N)-积分器和梳节的数量2(默认)|1|3.|4|5|6

输出数据类型—输出数据类型完整的精度(默认)|与输入的字长相同|最小节字长度

输出字长-字长输出16(默认值)|整数，取值范围是2 ~ 104

依赖关系

增益校正-输出增益补偿从(默认)|在

启用复位输入端口——复位信号从(默认)|在

模型的例子

实现CIC抽取滤波器的HDL

LTE数字下变频器的HDL实现

算法

中投公司大量毁灭过滤器

CIC滤波器结构

固定抽取和可变抽取

增益校正

输出数据类型

延迟

性能

参考文献

扩展功能

C / c++代码生成使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

HDL代码生成使用HDL编码器™为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码。

另请参阅

对象

块

DSP系统工具箱文档

金宝app

试试MATLAB、Sim金宝appulink和其他产品下载188bet金宝搏

`数据`——输入数据
标量|列向量

`有效的`-有效输入数据的指示
标量

`decimFactor`-可变抽取率
标量

`重置`-清除内部状态
标量

`数据`- cic抽取输出数据
标量

`有效的`-指示有效的输出数据
标量

`变量大量毁灭`-可变抽取率
`从`(默认)|`在`

`大量毁灭因素(右)`——大量毁灭因素
`2`(默认值)|整数，2 ~ 2048

`微分延迟(M)`——微分延迟
`1`(默认)|`2`

`组别数目(N)`-积分器和梳节的数量
`2`(默认)|`1`|`3.`|`4`|`5`|`6`

`输出数据类型`—输出数据类型
`完整的精度`(默认)|`与输入的字长相同`|`最小节字长度`

`输出字长`-字长输出
`16`(默认值)|整数，取值范围是2 ~ 104

`增益校正`-输出增益补偿
`从`(默认)|`在`

`启用复位输入端口`——复位信号
`从`(默认)|`在`

C / c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

HDL代码生成
使用HDL编码器™为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码。