基于样本和框架的概念
基于样本和帧的信号
基于采样的信号是最基本的信号类型,也是最容易从现实世界(物理)信号构造出来的。您可以通过以给定的采样率对物理信号进行采样来创建基于采样的信号,并在接收到每个样本时输出每个样本。一般来说,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。当你缓冲一批的时候N样本,你创建一个数据框架。然后,您可以以1/的速率输出连续的数据帧N乘以原始基于采样的信号的采样率。输出数据帧的速率也称为帧率信号的。
基于帧的数据是实时系统中的一种常见格式。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。这样做通过将固定的过程开销分配到许多样品中,从而使系统的效率最大化。在每一帧采集之后,而不是在每个单独的采样之后,快速的数据采集被较慢的中断进程暂停。看到基于帧的处理的好处获取更多信息。
模型样本和基于帧的信号MATLAB而且金宝app
当您使用DSP系统工具箱软件处理信号时,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®,您可以逐个块指定该块执行哪种类型的处理。属性来指定处理模式输入处理参数。当你在MATLAB中使用系统对象时®,只提供基于帧的处理。下表显示了可用于在MATLAB和Simulink中执行基于样本和基于帧的处理的常用参数设置。金宝app
纸浆包处理 | 框架处理 | |
---|---|---|
金宝appSimulink - block | 输入处理=作为通道的元素(基于示例) |
输入处理=列作为通道(基于帧) |
什么是基于样本的处理?
在基于样本的处理中,每次阻塞一个样本的处理信号。输入信号的每个元素代表不同通道中的一个样本。例如,从基于样本的处理角度来看,下面的3 × 2矩阵包含六个独立通道中的每个通道中的第一个样本。
当配置块以执行基于采样的处理时,块将标量输入解释为单通道信号。类似地,块解释米——- - - - - -N矩阵作为多路信号用米*N独立的通道。例如,在基于样本的处理中,块将以下3 × 2矩阵序列解释为6通道信号。
有关基于帧的处理的最新更改的详细信息,请参见基于帧的处理变化部份DSP系统工具箱发布说明.
什么是基于帧的处理?
在基于帧的处理中,块每次处理一帧数据。每一帧数据包含来自独立通道的连续样本。每个通道由输入信号的一列表示。例如,从基于帧的处理角度来看,下面的3 × 2矩阵有两个通道,每个通道包含三个样本。
当配置一个块以执行基于帧的处理时,该块将解释一个米-by-1矢量作为单通道信号包含米每帧样本。类似地,块解释米——- - - - - -N矩阵作为多路信号用N独立渠道及米每个通道的样本。例如,在基于帧的处理中,块将以下3 × 2矩阵序列解释为帧大小为3的双通道信号。
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中并处理多个样本帧的数据,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,您必须拥有DSP系统工具箱许可证。
有关基于帧的处理的最新更改的详细信息,请参见基于帧的处理变化部份DSP系统工具箱发布说明.
基于帧的处理的好处
加速实时系统。基于帧的数据是实时系统中的一种常见格式。数据采集硬件通常以高速率积累大量信号样本,然后将这些样本作为数据块传播到实时系统。这种类型的传播通过将固定的过程开销分布到许多样本中来最大化系统的效率;在每一帧采集之后,而不是在每一个单独的样本采集之后,快速的数据采集被较慢的中断进程暂停。
下图说明了基于帧的处理如何提高吞吐量。每个薄块表示采集样本过程中所花费的时间。每个较厚的块表示从硬件读取数据的中断服务例程(ISR)所消耗的时间。
在本例中,基于帧的操作在每个ISR之间获得16个样本的帧。因此,基于帧的吞吐量比基于样本的替代方案高出许多倍。
请注意,由于缓冲初始帧时固有的延迟,基于帧的处理会给进程引入一定的延迟。然而,在许多情况下,您可以选择提高吞吐量而不产生不可接受的延迟的帧大小。有关更多信息,请参见延迟和延迟.
加速模型模拟。模型的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个样本,可以减少块到块通信的开销。