杰克·法拉利MathWorks
了解如何在Simulink中使用基于帧的处理金宝app®模型加速模拟并模仿实时系统的行为。与DSP System Toolbox™配对,可以配置信号处理块以在数据帧上创建和操作,允许在单个时间步骤中处理多个样本。请参阅如何使用Simulink金宝app图形功能,包括信号维标签和颜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评估不同数据帧大小对模拟性能的影响。
在Simulink模型中,将信号数据分组和处理为帧通常可以提高仿真性能。金宝app它还更接近于实时数字信号处理系统处理信号数据流的方式,允许在硬件中更准确地模拟真实世界的行为。在本视频中,我们将介绍在Simulink中使用帧的基础知识,包括将它们引入模型,启用基于帧的处理,以及评估不同帧大小的效果。金宝appSimulink中的金宝app帧类似于MATLAB中的向量。矢量化的MATLAB代码通常比包含循环的相应代码运行得更快。
这是因为MATLAB解释器的调用次数降低了,从而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。信号处理块可以配置为处理由其块参数指定的样本或数据帧。在基于样本的处理中,块处理信号一次一个样本从一个或多个通道。
例如,这里有两个通道输入到正方形块,但是每个通道在每个时间步中只处理一个样本。或者,当块启用基于帧的处理时,它们处理称为帧的连续采样组中的信号。这里显示的框架有两个通道,每个通道有五个连续样本。列数代表每帧的通道,而行数代表每个通道的样本。同样的多通道信号现在以基于帧的方式处理。
在一个时间步中,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所能提高的性能,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进行处理,以添加一系列的声音效果。模型的停止时间设置为10秒。从多媒体文件块读取音频信号后,通过一个三段二次级联滤波器,一个镶边效应块,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。翼缘和混响块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,让我们首先将From Multimedia Block的音频帧大小参数设置为每帧256个样本。现在让我们打开调试菜单,启用信息叠加下的信号维度和采样时间颜色。正如我们所看到的,模型中的每个块操作的信号输入尺寸为256x2。
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。与每帧的1,024个样本的第二个模拟相比,我们可以看到,每帧的模拟运行256个样本需要更大的时间和呼叫次数,以便在模型中完成。通过从分析器报告中使用数据绘制模拟时间和拨打块的呼叫次数,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,在较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,以找到最大化模型仿真性能的框架。为了总结,将帧引入Simulink Model可减少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,其中具有用于基于帧信号的本机支持的块。金宝app
在我们使用的例子中,我们只需要改变源块的音频帧大小参数,以实验不同帧大小在整个模型中的效果。信号尺寸和颜色编码的样本时间等图形特性可以用于快速查看和检查系统体系结构中的信号,帮助设计和测试。有关Simulink中基于帧的处理的示例和更多信息,请访问我们的文档。金宝app
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