DSP系统工具箱

스트리밍신호처리시스템설계및시뮬레이션

DSP系统工具箱™는MATLAB®및仿金宝app真软件®에서신호처리시스템을설계,시뮬레이션및분석하기위한알고리즘,앱및스코프를제공합니다。이를이용해통신,레이더,오디오,의료기기,物联网및기타응용분야에적용할수있는실시간DSP시스템을모델링할수있습니다。

DSP系统工具箱를사용하여FIR,IIR,멀티레이트,다단및적응필터를설계하고분석할수있습니다。변수,데이터파일,네트워크장비로부터신호를스트리밍하여시스템개발과검증을수행할수있습니다。时间范围,频谱分析仪및逻辑分析器를통해스트리밍신호를동적으로시각화하고측정할수있습니다。데스크탑에서프로토타이핑하고ARM®皮质®아키텍처등의임베디드프로세서로배포할수있도록DSP系统工具箱는C / c++코드생성을지원합니다。또한,필터、FFT、传输线및기타알고리즘으로부터비트정확(bit-accurate)부동소수점모델링및HDL코드생성을지원합니다。

이런알고리즘은MATLAB함수,系统对象및Simulink的블록을통해사金宝app용할수있습니다。

시작하기:

金宝app仿真软件의신호처리및선형대수블록

金宝app에서DSP系统工具箱™는필터,변환및선형대수를위한신호처리알고리즘블록라이브러리를제공합니다。이러한블록은스트리밍입력신호를개별샘플또는프레임단위의샘플모음으로처리합니다。샘플기반처리는스칼라처리가필요한저지연프로세스및응용프로그램을지원합니다。프레임기반처리는지연시간이늘어나는대신처리량을높여줍니다。DSP系统工具箱는샘플기반처리모드와프레임기반처리모드를모두지원합니다。

系统对象를사용하는MATLAB프로그램은MATLAB功能블록또는MATLAB系统블록을통해Simulink的모델에통합될수있습니다。金宝app대부분의系统对象에는동일한기능을가진상응하는金宝appSimulink的블록이있습니다。

각ISR(中断服务例程)사이에16개샘플로이루어진프레임을수집하는프레임기반연산。프레임기반처리량이샘플기반보다몇배더높음을알수있습니다。

DSP시스템설계,구현및검증을위한신호처리블록

신호처리를위한Sim金宝appulink的블록은배정밀도및단정밀도부동소수점데이터유형과정수데이터유형을지원합니다。또한,定点设计师와함께사용하면고정소수점데이터유형도사용할수있습니다。

DSP系统工具箱의신호처리블록:

  • FFT(고속푸리에변환)DCT(이산코사인변환),STFT(단시간푸리에변환),DWT(이산웨이블릿변환)와같은신호변환
  • FIR, IIR및아날로그필터설계및구현
  • 中投公司,반대역,다상,패로우필터와같이샘플레이트변환을위한멀티레이트및다단필터
  • 스펙트럼추정,등화및잡음억제를위한통계적및적응적신호처리기법
  • 컨벌루션,윈도우적용,패딩,지연,피크찾기,영점교차와같은신호연산및측정
  • 时间范围,频谱分析仪등을통한스트리밍신호시각화및측정
  • 버퍼링,인덱싱,스위칭,스태킹,큐잉과같은신호관리방법
  • 처프및유색잡음생성기,NCO,UDP수신기및전송기등의싱크및소스
  • 선형시스템솔버,행렬분해,역행렬을포함한수치선형대수루틴

金宝appSimulink的에서이용가능한신호처리를위한DSP系统工具箱블록라이브러리(상단),선형시스템솔버의확장뷰(왼쪽하단)및변환(오른쪽하단)

멀티레이트시스템모델링

MATLAB에서DSP系统工具箱는샘플레이트변환에멀티레이트처리를지원하며,서로다른샘플레이트또는클록레이트와의인터페이스가필요한시스템의모델링을지원합니다。멀티레이트기능은FIR및IIR반대역,多相필터,中投필터法罗필터와같이샘플레이트변환을위한멀티레이트및멀티스테이지필터를포함합니다。또한보간,데시메이션,임의의샘플레이트변환과같은신호연산도포함됩니다。

시그마 - 델타아날로그 - 디지털변환기를위한다단데시메이션필터의Sim金宝appulink的모델

MATLAB에서의스트리밍신호처리

DSP系统工具箱는马铃薯에서스트리밍신호를처리하기위한프레임워크를제공합니다。또한싱글레이트및멀티레이트필터,적응형필터링,FFT와같은스트리밍신호처리에최적화된신호처리알고리즘라이브러리가있습니다。DSP系统工具箱는오디오,생물의학,통신,제어,지진,센서및음성등의응용분야에대한신호처리솔루션설계,시뮬레이션및배포에적합합니다。

스트리밍신호처리기법을통해연속적인데이터스트림을처리할수있는데,입력데이터를프레임단위로나누고각프레임을실시간으로처리함으로써시뮬레이션속도를가속화할수있습니다。예를들어MATLAB의스트리밍신호처리를통해다중채널오디오에대한실시간처리가가능합니다。

스트리밍신호처리는系统对象™라는DSP알고리즘구성요소의라이브러리를사용하여활성화되며,이를통해데이터중심알고리즘,소스,싱크를표현합니다。系统对象는데이터인덱싱,버퍼링및알고리즘상태관리와같은작업을자동화함으로써스트리밍응용프로그램을쉽게만들수있습니다。MATLAB系统对象는표준MATLAB함수및연산자와함께사용할수있습니다。

时间范围频谱分析仪를통해스트리밍신호를시각화및측정할수있습니다。

스트리밍신호및데이터에최적화된알고리즘을사용하여스트리밍데이터에싱글레이트,멀티레이트및적응필터를적용할수있습니다。

기본스트리밍루프를구현하는MATLAB코드(왼쪽)。时间范围(오른쪽상단)및频谱分析仪(오른쪽하단)는생성및처리되는실시간신호를시각화하고측정합니다。

DSP시스템설계,구현및테스트를위한알고리즘라이브러리

DSP系统工具箱는MATLAB함수또는MATLAB系统对象로구현된스트리밍시스템의설계,구현및검증을위해최적화된350개이상의알고리즘을제공합니다。제공된알고리즘은배정밀도및단정밀도부동소수점데이터유형을지원합니다。이중대부분의알고리즘은정수데이터형을지원하며,固定点设计器™가있으면고정소수점데이터형도지원합니다。

MATLAB에서DSP系统工具箱의알고리즘범주는다음과같습니다。

명령줄에서도움말을불러오거나탭완성을통해볼수있는MATLAB에서사용가능한신호처리알고리즘목록의일부

멀티레이트시스템

MATLAB에서DSP系统工具箱는샘플레이트변환에대해멀티레이트처리를지원하며,여러샘플레이트또는클록레이트와의인터페이스가필요한시스템의모델링을지원합니다。멀티레이트기능은FIR및IIR반대역,다상필터,中投필터및패로우필터와같이샘플레이트변환을위한멀티레이트및다단필터를포함합니다。또한보간,데시메이션,임의의샘플레이트변환과같은신호연산도포함됩니다。

다단디지털다운변환기의개별단계의주파수응답

싱글레이트및멀티레이트冷杉필터및IIR필터설계,적응필터

DSP系统工具箱는冷杉、IIR다단,멀티레이트및적응필터에사용할수있는광범위한필터설계및구현알고리즘을제공합니다。저역통과,고역통과,대역통과,대역저지및기타응답방식으로필터를설계하고直接形式FIR,중첩가산(重叠相加)FIR,IIR 2차섹션형(Biquad),종속형전역통과및격자구조와같은필터구조를사용하여실현할수있습니다。

Filterbuilder앱,MATLAB함수,또는Simu金宝applink的블록을사용하여필터를설계할수있습니다。FIR및IIR필터에대한고정소수점양자화효과를분석하고필터계수에대한최적의워드길이를결정할수있습니다。

또한대역폭과이득등의핵심필터파라미터를런타임에조정할수있는조정가능한필터를설계할수있습니다。

MATLAB에서DSP系统工具箱로설계한디지털필터는仿真软件의시스템레벨모델에서도金宝app사용할수있습니다。DSP系统工具箱에는저역통과고역통과및다른필터를仿真软金宝app件에서직접설계,시뮬레이션및구현할수있도록즉시사용가능한필터블록라이브러리가있습니다。

기존의FIR및IIR필터설계알고리즘외에도DSP系统工具箱는다음과같은특수필터와설계방법도지원합니다。

  • 최소차수필터,제약된리플필터,최소위상필터설계등의고급등리플冷杉필터
  • 선형위상,최소위상,준선형위상반대역필터설계및등리플,기울어진저지대역필터와윈도우적용방법을제공하는나이퀴스트FIR반대역IIR다상필터
  • 소프트웨어정의무선통신및시그마——델타변환기에서무곱셈구현을위한CIC보간기및데시메이터필터계단식단계의수를최적화하여연산복잡성을최소화하는최적화된다단필터설계
  • 최적화된다중단계설계:계단식단계의수를최적화하여연산복잡성을최소화
  • 조정가능필터링응용분야에적합한패로우필터구조를이용한구현을포함하는분수지연필터
  • 임의군지연이있는전역통과IIR필터를통해다른IIR필터의그룹지연을보상하여해당선형위상통과대역응답을근사화
  • 안정된구현을위한격자파형디지털IIR필터
  • 모든필터사양을설계할수있는임의크기및위상FIR및IIR필터

필터빌더앱과필터시각화앱을사용한멀티스테이지싱글레이트저역통과필터의설계및분석

적응필터

DSP系统工具箱는MATLAB및仿真软件에서의金宝app적응필터링을수행하는여러가지기법을제공합니다。이러한기법은시스템식별,스펙트럼추정,등화,잡음억제등의응용분야에널리사용됩니다。이런적응필터에는LMS기반RLS기반아핀투영고속횡단선(横向)주파수영역격자기반및칼만필터등이있습니다。, DSP系统工具箱에는계수학습곡선,수렴추적등의적응필터분석을위한알고리즘이포함되어있습니다。

음향잡음제거시스템모델의시뮬레이션중에정규화된LMS적응필터의동적응답시각화

멀티레이트및다단필터와분석

DSP系统工具箱는다상보간기,데시메이터,샘플레이트변환기,FIR반대역IIR반대역,패로우필터,CIC필터및보상기를비롯한멀티레이트필터의설계및구현방법을제공하고다단필터설계방법을지원합니다。또한멀티레이트및다단필터의연산복잡성을추정하는특화된분석함수도제공합니다。

fvtool을사용한등리플설계응답및상응하는멀티레이트및다단필터설계(왼쪽),입력및다양한출력의전력스펙트럼밀도에대한멀티레이트및다단설계플롯성능(오른쪽)

신호스코프,분석기및측정

DSP系统工具箱는MATLAB및Simulink的에서스트金宝app리밍신호에대한시간영역또는주파수영역시각화,측정및분석을할수있도록스코프및데이터기록을제공합니다。스코프는업계표준오실로스코프및스펙트럼분석기사용자에게익숙한측정값과통계량을제공합니다。

DSP系统工具箱는또한시간영역신호에서의천이를표시할수있도록逻辑分析仪를제공하며,이는HDL구현을목표로하는모델의디버깅에유용하게사용할수있습니다。

시간의경과에따른필터계수의진화와같은데이터벡터시각화를위한임의플롯을생성할수도있습니다。

时间范围는시간영역의신호를표시하며연속및이산신호,고정크기및가변크기신호,부동소수점및고정소수점데이터신호,다중채널I / O시스템을위한Ñ차원신호등의다양한신호를지원합니다。时间范围를통해서로차원,샘플레이트및데이터형이다른신호를하나의축에표시하거나여러데이터채널을스코프창내에서각각따로표시할수있습니다。时间范围로분석및측정을수행할수있고RMS(제곱평균제곱근),피크간차이,평균값,중앙값등의통계량을구할수있습니다。

처프신호에비선형증폭기모델을적용하여생성한스펙트럼피크의주파수및전력측정

频谱分析仪는다양한입력신호의주파수스펙트럼을계산하고이를선형스케일또는로그스케일로표시합니다。频谱分析仪는고조파왜곡측정값(THD,SNR,SINAD,SFDR),3차상호변조왜곡측정값(TOI),인접채널전력비측정(ACPR),상보누적분포함수(CCDF)및피크대평균전력비(PAPR)와같은측정값을구하고분석을수행할수있습니다。频谱分析仪의스펙트로그램보기모드에서는시변스펙트럼을볼수있고자동피크감지가가능합니다。

DSP系统工具箱는실수또는복소수값을갖는데이터,벡터,배열및고정소수점,배정밀도,또는사용자정의데이터입력시퀀스등의데이터형등의다양한신호또는데이터를표시하고측정하는데사용할수있는추가적인시각화도구를제공합니다。이런시각화도구중일부는스트리밍데이터나신호에대한차3원보기를표시하여,시뮬레이션이중단될때까지시간의경과에따른데이터를사용자가분석할수있도록도와줍니다。

하드웨어정확도를갖춘프로그램가능한冷杉필터모델의시뮬레이션결과가표시된逻辑分析仪。

고정소수점모델링및시뮬레이션

DSP系统工具箱를定点设计师와함께사용하여고정소수점신호처리알고리즘을모델링하고양자화가시스템동작과성능에미치는효과를분석할수있습니다。MATLAB코드또는Sim金宝appulink的모델로부터고정소수점Ç코드를생성할수도있습니다。

DSP系统工具箱에서는고정소수점연산모드에맞게MATLAB系统对象金宝appSimulink的블록구성하여하드웨어에탑재하기전에다양한워드길이,스케일링,오버플로우처리및반올림방법을선택하여시뮬레이션을실행함으로써설계절충분석및최적화를수행할수있습니다。

고정소수점모드는FFT,필터,통계및선형대수등의여러DSP알고리즘에서지원됩니다。DSP系统工具箱는고정소수점연산에대한系统对象및블록구성을자동화합니다。

FFT MATLAB系统对象는누산기,곱셈,출력신호에대한고정소수점데이터형의사양을구성하는속성을제공합니다(왼쪽)。FFT 金宝appSimulink的블록대화상자는누산기,곱셈,,출력신호에대한고정소수점데이터형의사양에대한옵션을제공하며,이를위해서는定点设计师가필요합니다(오른쪽)。

고정소수점필터설계

DSP系统工具箱의필터설계함수및Filterbuilder앱을통해定点设计师로고정소수점데이터형으로변환할수있는부동소수점필터를설계할수있습니다。이러한설계흐름덕분에고정소수점필터의설계및최적화과정이간소화되며사용자가양자화효과를분석할수있습니다。

필터설계제약조건이충족되지않고8비트워드길이로인해저지대역감쇄가불충분한양자화잡음의고정소수점필터설계분석(왼쪽)。여러워드길이로실험을한결과,12비트워드길이가충분하고필터설계제약조건이충족된실험(오른쪽)。

데스크탑및임베디드워크플로를위한Ç및C ++코드생성

Matlab编码器™및金宝appSimulink编码器™와DSP系统工具箱를사용하면MATLAB및仿真软件의신호처리알고리즘과시金宝app스템모델로부터성능이높은C및c++소스코드또는墨西哥人함수를생성할수있습니다。

이렇게생성된코드는제품개발공정중시스템의가속,신속프로토타이핑,구현및배포,또는시스템통합에사용할수있습니다。

데스크탑가속

시뮬레이션의연산집약적인알고리즘실행속도를향상시킬수있도록높은성능을내는효율적이고간결한실행코드및墨西哥人함수를생성할수있습니다。FFT, MATL金宝appAB및仿真软件에서필터통계선형대수등의부동소수점및고정소수점알고리즘을가속할수있습니다。

프레임기반스트리밍시뮬레이션을가속화하기위해dspunfold는DSP언폴딩을활용하여생성된墨西哥人함수내계산부하를여러개의스레드로분산합니다。

독립실행및다른환경과의통합

DSP系统工具箱를사용하면알고리즘에대한독립형실행파일을생성하여MATLAB코드또는仿真软件모델로부터생성된C코드를데스크탑에金宝app서의배포및프로토타이핑에사용할수있습니다。이독립형실행파일은여전히UDP구성요소를사용하여MATLAB또는仿真软件에서실시간으金宝app로직접조정할수있습니다。이독립형실행파일은MATLAB코드나仿真软件모델金宝app과다른스레드에서실행되므로알고리즘의실시간성능이개선됩니다。

신호처리알고리즘에서생성된C코드는맞춤형시뮬레이터와같은다른소프트웨어나SystemC와같은표준모델링소프트웨어에라이브러리컴포넌트로통합할수있습니다。

手臂皮层프로세서에최적화된C코드생성

的ARM Cortex-A또는ARM的Cortex-M에대한하드웨어지원추가기능과嵌入式编码器®를DSP系统工具箱와함께사용하면MATLAB系统对象또는的Simulink블록으로부터FFT,FIR및바이쿼金宝app드필터와같은주요DSP알고리즘에최적화된Ç코드를생성할수있습니다。이렇게생성된코드는的ARM Cortex-A NE10라이브러리또는的ARM Cortex-M CMSIS라이브러리에최적화된루틴을호출합니다。표준Ç코드에비해즉각적인성능향상을얻을수있다는점이주요이점입니다。또한PIL(处理器在所述环)테스트를사용하여코드검증및프로파일링을수행할수있습니다。

FPGA및ASIC개발을위한HDL코드생성

DSP系统工具箱를MATLAB에서滤波器设计HDL编码器™와함께사용하면디지털필터를설계하고,FPGA또는ASIC에서구현할수있는효율적이고합성및이식이가능한硬件描述语言(VHDL)®및Verilog®코드를생성할수있습니다。생성된코드의시뮬레이션,테스트및검증을위한VHDL및Verilog的테스트벤치를자동으로생성할수있습니다。

DSP系统工具箱와HDL编码器™를함께사용하면시스템설계에사용할수있는합성가능한가독성높은硬件描述语言(VHDL)및Verilog코드를생성할수있습니다。이지원은필터,FFT.IFFT以区域와같은리소스와성능에최적화된알고리즘을포함합니다。

高密度脂蛋白优化冷杉过滤器블록에대해지원되는하드웨어아키텍처(부분직렬수축)의구현내용

최신기능

객체:

향상된인터페이스및응답성을통해시간영역에서실시간신호시각화및분석

SIMD코드생성:

더많은블록과객체에서그리고더넓은범위의작동조건에서더빠른英特尔AVX2코드생성(최적화된C / C ++코드생성에嵌入式编码필요)

状态流에서의逻辑分析仪:

逻辑分析仪를사용하여기록된Stateflow상태시각화및분석

HDL최적화된FIR抽取블록및系统对象:

하드웨어친화적인인터페이스및아키텍처로冷杉데시메이션필터를사용하여신호를다운샘플링(코드생성에HDL编码器필요)

gsp时(Gigasample-per-second)中投데시메이션및CORDIC알고리즘:

프레임기반입력을사용하여HDL최적화中投데시메이션및complex-to-magnitude-angle변환의처리량증가(코드생성에HDL编码器필요)

위기능과해당함수에대한세부정보는릴리스정보를를하십시오。