设计任务及要求

本设计任务评估FIR滤波器的两种实现，并比较实现成本。本例使用操作符的数量作为衡量实现成本的方法。

为了满足速度、延迟和硬件资源等系统需求，可以考虑并比较算法的几种实现。实现中使用的算术运算符的数量可以帮助您确定资源的使用和分配。

手工分析和计算算术运算符的数量可能是乏味的、容易出错的和耗时的。对于涉及分支、循环或递归结构的算法，手动计算可能是不准确的，如果执行路径依赖于输入数据或随机因素(例如，收敛算法)，则可能无法计算。

模型结构

的soc_analyze_FIR_tb模型通过两种方式实现了低通数字FIR滤波器。Symmetric_FIR子系统利用系数中的对称性来优化资源。Transposed_FIR子系统采用了面向更高运算速度的滤波器结构。该模型使用一个啁啾输入信号作为输入刺激，并使用一个FIR_ref(离散FIR滤波器)块作为参考，以检查实现的数值正确性。

打开soc_analyze_FIR_tb在Simulink金宝app中建立模型，并检验模型的结构。

open_system (“soc_analyze_FIR_tb”);

为了设计低通FIR滤波器，我们使用了filterDesigner(DSP系统工具箱)应用程序生成系数的八阶FIR滤波器。FIR滤波器的截止频率为0.25(归一化)，通带纹波和停止带衰减分别为1 dB和60 dB。模型通过模型初始化回调设置这些系数。

模拟模型，根据参考FIR块验证两种实现的功能。过滤器实现的响应与引用匹配。

sim卡(“soc_analyze_FIR_tb”);

使用模型分析器比较实现

使用socModelAnalyzer函数生成每个实现中算术运算符数量的报告，并比较实现。报告是使用模型的运行时执行生成的。

对称FIR滤波器:

要估计对称FIR滤波器实现的运算符数量，请使用socModelAnalyzer函数。的子系统名称IncludeBlockPath函数的名称-值对参数。设置输出文件夹以指定生成报告的位置。在MATLAB命令提示符处输入此命令。

socModelAnalyzer (“soc_analyze_FIR_tb.slx”,“文件夹”,“report_sym”,“IncludeBlockPath”,.．.“soc_analyze_FIR_tb / Symmetric_FIR”);

生成/tmp/Bdoc22b_2134332_2870326/tp21597950/soc-ex82446029/soc_analyze_FIR_tb的操作分析报告。基金……将报表文件保存在“/tmp/Bdoc22b_2134332_2870326/tp21597950/soc-ex82446029/report_sym”目录下。运算估计:打开报表查看器完成。

控件打开报告打开报表查看器链接在MATLAB控制台中。或者，您可以使用socAlgorithmAnalyzerReport函数。该报告提供了两个视图。第一个视图是操作符视图，它显示的数据是每一行对应一个操作符。若要使用该视图，请单击操作视图在报表工具条上。第二个视图是模型视图，其中每一行都对应于一个Simulink子系统路径。金宝app若要使用该视图，请单击模型视图在报表工具条上。报表也保存在report_sym文件夹作为mat文件(soc_analyze_FIR_tb.mat)和Excel®档案(soc_analyze_FIR_tb.xlsx)。

默认情况下，报表以操作员视图打开。查看器打开每个操作符和数据类型的聚合视图。例如，对称FIR滤波器总共包含8个添加(+)数据类型的操作符双和5MUL (*)数据类型的操作符双每次执行10001次。(模型模拟持续时间为10 s，基准速率为10 ms。这将产生10,000个模拟周期加上1个初始化周期。)要获得每个操作符的详细报告，展开该操作符。该报告显示了在各个块中使用的操作符计数。控件中的一个链接，以突出显示该操作符的位置，从而跟踪该操作符soc_analyze_FIR_tb模型。

变换FIR滤波器

要估计转置FIR滤波器实现的操作符数，请使用socModelAnalyzer函数。指定“soc_analyze_FIR_tb / Transposed_FIR”为“IncludeBlockPath”函数的名称-值对参数。将生成的报告的输出文件夹设置为report_trans．在MATLAB命令提示符处输入此命令。

socModelAnalyzer (“soc_analyze_FIR_tb.slx”,“文件夹”,“report_trans”,“IncludeBlockPath”,.．.“soc_analyze_FIR_tb / Transposed_FIR”);

生成/tmp/Bdoc22b_2134332_2870326/tp21597950/soc-ex82446029/soc_analyze_FIR_tb的操作分析报告。基金……将报告文件保存在“/tmp/Bdoc22b_2134332_2870326/tp21597950/soc-ex82446029/report_trans”目录下。运算估计:打开报表查看器完成。

控件打开转置FIR过滤器的报告打开报表查看器链接在MATLAB控制台中。

对于转置FIR过滤器，报告显示了数据类型增加的估计数量为8双数据类型的9次乘法双(每个操作符执行10001次)。

对称实现和转置实现的比较

比较对称的和转置的FIR滤波器报告生成使用socModelAnalyzer函数。对称FIR滤波器比转置FIR滤波器使用更少的乘法运算符(9)。它们都使用相同数量的加法运算符(8)。

结论

你使用了socModelAnalyzer函数来估计和分析两个FIR滤波器实现中的算术运算符的数量。您为对称和转置FIR过滤器生成了操作符报告。您比较了两个实现的乘法和加法运算符的数量。

您可以使用socModelAnalyzer在Simulink算法中分析运算符数量的函数。金宝app