CIC抽取HDL优化

使用级联积分器-梳状滤波器优化HDL代码生成抽取信号

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DSP系统工具箱HDL支持/滤波金宝app

描述

的CIC抽取HDL优化块通过使用级联积分器梳式抽取滤波器抽取输入信号。CIC抽取滤波器是一类线性相位FIR滤波器，由梳状部分和积分器部分组成。CIC抽取滤波器结构由N分段级联积分器，速率变化因子为R,N级联梳状滤波器部分。有关CIC抽取滤波器的详细信息，请参见算法．

该块支持标量和向量输金宝app入。对于这两种类型的输入，块都提供了标量输出。该块支持标量输入的固金宝app定和可变抽取，只支持矢量输入的固定抽取。

该块提供了适合于HDL代码生成和硬件部署的体系结构。

港口

输入

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`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。输入数据必须是有符号整数或有符号固定点，字长小于等于32。抽取因子(R)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，指示输入数据是否有效。当此值为1时，块从数据输入端口。当此值为0的值时，块会忽略数据输入端口。

数据类型:布尔

`decimFactor`-可变抽取率
标量

使用此端口可在运行时动态指定可变抽取率。

此值必须为数据类型ufix12和一个从2到的整数抽取因子(R)参数值。

依赖关系

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`-明确内部状态
标量

当此值为1，该块停止当前计算并清除所有内部状态。当此值为0还有输入有效的端口是1，块开始一个新的过滤操作。

依赖关系

要启用此端口，请选择开启复位输入端口参数。

数据类型:布尔

输出

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`数据`- cic十进制输出数据
标量

属性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
复数支持:金宝app是的

`有效的`-有效输出数据的指示
标量

此端口是一个控制信号，指示数据是否从数据输出端口有效。当此值为1时，块返回有效数据数据输出端口。当此值为0的值数据输出端口无效。

数据类型:布尔

参数

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`变量大量毁灭`-可变抽取率
`从`(默认)|`在`

参数指定的可变抽取率来操作块decimFactor输入端口。
属性指定的固定抽取率来操作块抽取因子(R)参数。

请注意

对于矢量输入，该块不支持变量抽取。金宝app

`抽取因子(R)`-抽取因子
`2`(默认)|整数，取值范围为2 ~ 2048

指定要对输入进行十进制抽取的抽取因子率。

当你选择变量大量毁灭参数,抽取因子(R)属性的有效值范围的上限decimFactor输入端口。

`微分延迟(M)`-差分延迟
`1`(默认)|`2`

指定块的梳状部分的差分延迟。

`分段数(N)`-积分器和梳状段的数量
`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)|`与输入相同的字长`|`最小分段字长`

为输出数据选择数据类型。

完整的精度—输出数据类型的字长等于输入字长加增益位。
与输入相同的字长—输出数据类型的字长等于输入字长。
最小分段字长类型中指定的字长输出字长参数。选择此选项时，块将应用修剪算法。有关修剪算法的详细信息，请参见[1]．属性时，不支持此选项金宝app变量大量毁灭参数。

`输出字长`-输出字长
`16`(默认)|整数，取值范围为2 ~ 104

指定输出的字长。

请注意

当此值为2，3.，4，5,或6，该块可能溢出输出数据。

依赖关系

若要启用此参数，请设置输出数据类型参数最小分段字长．

`增益校正`-输出增益补偿
`从`(默认)|`在`

选择此参数来补偿块的输出增益。

根据输入类型、指定的抽取和此参数的值，块的延迟会发生变化。在这里,N表示部分和的数量vecLen表示向量的长度。

对于具有固定抽取的标量输入变量大量毁灭参数已清除):

清除该参数时，块的延迟为3 +N时钟周期。
选中该参数时，表示该块的时延为3 +N+ 9个时钟周期。

对于具有可变抽取的标量输入变量大量毁灭参数已选中):

清除该参数时，块的延迟为4 +N时钟周期。
选中该参数时，表示块的时延为4 +N+ 9个时钟周期。

对于具有固定抽取的向量输入变量大量毁灭参数已清除):

清除该参数时，该块的延迟时间为地板上（(vecLen- 1) * (N/vecLen) + 1 +N+ (2 + (vecLen+ 1) *N时钟周期。
选中此选项时，块的时延为地板上（(vecLen- 1) * (N/vecLen) + 1 +N+ (2 + (vecLen+ 1) *N) + 9个时钟周期。

请注意

对于矢量输入，该块不支持变量抽取。金宝app

`开启复位输入端口`-复位信号
`从`(默认)|`在`

选择此参数可启用重置输入端口。

模型的例子

为HDL实现CIC抽取滤波器

使用CIC Decimation HDL Optimized块来过滤和降低数据样本。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来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数字下变频的HDL实现

为LTE等无线电通信应用程序设计一个数字下转换器(DDC)，并使用HDL Coder™生成HDL代码。

算法

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CIC抽取滤波器

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section的个数。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block具有如图所示的CIC滤波器结构。结构包括N分段级联积分器，速率变化因子为R,N级联梳状滤波器部分[1]．

您可以在前馈或反馈路径中定位CIC滤波器积分器部分的单位延迟。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HDL实现的首选，所以该块将单元延迟放在积分器的前馈路径中。

固定和可变抽取

块下采样积分器级输出使用R的固定抽取率抽取因子(R)参数提供的可变抽取率decimFactor输入端口。在下采样阶段，块使用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，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累积错误值。然后，该块向CIC过滤器的梳状部分提供抽取后的输出。

增益校正

块的增益由 $G 一个我 n ＝ {（ R x 米)}^{N}$ ,地点:

R是抽取因子(R)参数值。
米是微分延迟(M)参数值。
N是分段数(N)参数值。

该块通过粗增益和细增益两部分实现增益校正。在粗增益校正中，块计算移位值，将移位值添加到小数位以创建数字类型，并执行位向左移位和重新解释转换。在精细增益校正中，如果增益不是2的幂，则块将剩余增益与粗增益相除。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被预先计算并存储在一个数组中。

你可以把这个方程修改为 $G 一个我 n ＝ 2^{c G 一个我 n} x f G 一个我 n$ ．在这个方程中，cGain是粗得，而得fGain是精细的增益。这些增益由这些方程给出。

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

时执行增益校正变量大量毁灭参数时，块设置输出数据类型，配置最大抽取率，并为最大抽取率下的所有值设置左移位。位移值等于 ${最大增益-日志}_{2} (电流增益)$ ．

输出数据类型

块如何输出数据取决于输出数据类型的选择。考虑一个包含R，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_在输入字的长度。
B_出输出字长。

当你设置输出数据类型参数完整的精度时，块通过在输入字长16的基础上增加9个增益位，输出字长25的数据。

当你设置输出数据类型参数与输入相同的字长时，块输出字长为16的数据，与输入字长相同。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分段字长和输出字长参数16时，块输出字长为16的数据。在这种情况下，块根据剪枝算法在每个阶段改变位宽。

如果输出字长如果参数值小于块输出所需的比特数，则删除较早阶段的最低有效位(lsb)。Hogenauer算法[1]提供每个阶段要丢弃的lsb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

这个部分显示了当块以固定和可变抽取率操作时，对于标量输入块的延迟，以及当块以固定抽取率操作时，对于矢量输入块的延迟。

标量的输入

此部分显示不同的标量输入的块的输出R，米,N值。

该图显示了默认配置的块输出(即，使用固定的抽取率和R，米,N分别为2、1和2)。该块根据固定值每秒钟返回有效的输出数据抽取因子(R)参数值2．块的延迟时间为5个时钟周期，按3 +计算N,在那里N是section的个数。

这个图显示了固定抽取率的块的输出，R，米,N值分别为8、1和3，以及增益校正参数选择。该块每8个周期返回有效的输出数据抽取因子(R)参数值8．块的延迟时间为15个时钟周期，按3 +计算N+ 9，其中N是section的个数。

该图显示了可变抽取率(decimFactor输入端口)的值为2、4和8米而且N分别为1和3。在这种情况下，增益校正参数被清除。块在对应的第2、4和8个周期返回有效的输出数据decimFactor端口值2，4,8,分别。block接受decimFactor时，端口值才会改变有效的输入端口为1．块的延迟为7个时钟周期，计算为4 +N,在那里N是section的个数。

向量输入

对于一个向量输入，块的延迟是用下面的公式计算的:地板上（(vecLen- 1) * (N/vecLen) + 1 +N+ 9 *增益校正+ (2 + (vecLen+ 1) *N),vecLen向量的长度是和吗N是section的个数。

该图显示了使用默认配置(即使用固定的抽取率和)的两元素列向量输入的块的输出R，米,N分别为2、1和2)。该块的延迟时间为12个时钟周期。

这个图显示了输入一个固定抽取率的八元素列向量的块的输出，R，米,N值分别为8、1和3，以及增益校正参数选择。该块的延迟时间为44个时钟周期。

性能

合成HDL代码的性能因目标和合成选项而异。该表显示了固定抽取率和可变抽取率的标量输入以及固定抽取率的两元素列向量输入时块的资源和性能数据综合结果R，米,N分别是2 1和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	最大频率(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不同，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]霍格诺尔，E。一种用于抽取和插值的经济型数字滤波器。IEEE声学、语音与信号处理汇刊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

此块支持Simulin金宝appk的C/ c++代码生成金宝app^®加速器和快速加速器模式以及用于DPI组件生成。

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

HDL Coder™提供了影响HDL实现和合成逻辑的额外配置选项。

高密度脂蛋白架构

这个块有一个单一的、默认的HDL体系结构。

HDL块属性

ConstrainedOutputPipeline	通过在设计中移动现有延迟来放置在输出端的寄存器数量。分布式管道不会重新分发这些寄存器。默认为`0`．详情请参见ConstrainedOutputPipeline(高密度脂蛋白编码器)．
InputPipeline	要在生成的代码中插入的输入管道阶段数。分布式流水线和受限输出流水线可以移动这些寄存器。默认为`0`．详情请参见InputPipeline(高密度脂蛋白编码器)．
OutputPipeline	要在生成的代码中插入的输出管道阶段数。分布式流水线和受限输出流水线可以移动这些寄存器。默认为`0`．详情请参见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

R2019b引入

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现在就去审判吧

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-明确内部状态标量

依赖关系

输出

数据- cic十进制输出数据标量

有效的-有效输出数据的指示标量

参数

变量大量毁灭-可变抽取率从(默认)|在

抽取因子(R)-抽取因子2(默认)|整数，取值范围为2 ~ 2048

微分延迟(M)-差分延迟1(默认)|2

分段数(N)-积分器和梳状段的数量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)|与输入相同的字长|最小分段字长

输出字长-输出字长16(默认)|整数，取值范围为2 ~ 104

依赖关系

增益校正-输出增益补偿从(默认)|在

开启复位输入端口-复位信号从(默认)|在

模型的例子

为HDL实现CIC抽取滤波器

LTE数字下变频的HDL实现

算法

CIC抽取滤波器

CIC滤波器结构

固定和可变抽取

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 Coder™为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码。

另请参阅

对象

块

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`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`-明确内部状态
标量

`数据`- cic十进制输出数据
标量

`有效的`-有效输出数据的指示
标量

`变量大量毁灭`-可变抽取率
`从`(默认)|`在`

`抽取因子(R)`-抽取因子
`2`(默认)|整数，取值范围为2 ~ 2048

`微分延迟(M)`-差分延迟
`1`(默认)|`2`

`分段数(N)`-积分器和梳状段的数量
`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)|`与输入相同的字长`|`最小分段字长`

`输出字长`-输出字长
`16`(默认)|整数，取值范围为2 ~ 104

`增益校正`-输出增益补偿
`从`(默认)|`在`

`开启复位输入端口`-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 Coder™为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码。