基于样本和框架的概念
基于样本和帧的信号
基于样本的信号是最基本的信号类型,也是最容易从现实世界(物理)信号构建的。通过以给定的采样率对物理信号进行采样,并在接收到的时候输出每个单独的采样,可以创建基于采样的信号。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N样本,你创建一帧数据。然后可以以1/的速率输出连续帧的数据N乘以原始基于采样的信号的采样速率。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。数据采集硬件通常通过高速积累大量信号样本来运行。然后,硬件将这些样本作为数据块传播到实时系统。这样做可以将固定的过程开销分布到多个样本中,从而使系统的效率最大化。更快的数据采集被较慢的中断进程暂停在每一帧采集之后,而不是在每个单独的样本之后。看到基于框架的处理的好处更多信息。
基于样本和帧的信号模型MATLAB而且金宝app
当您使用DSP系统工具箱软件处理信号时,您可以以基于示例或基于框架的方式进行处理。当你在Simulink中使用块时金宝app®,您可以在一个块一个块的基础上指定块执行的处理类型。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®,只有基于帧的处理可用。下表显示了在MATLAB和Simulink中执行基于样本和框架的处理时可以使用的常用参数设置。金宝app
纸浆包处理 | 框架处理 | |
---|---|---|
金宝appSimulink - Blocks | 输入处理=作为通道的元素(基于示例) |
输入处理=列作为通道(基于框架) |
什么是基于样本的处理?
在基于样本的处理中,一次阻断一个样本的处理信号。输入信号的每个元素代表一个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第一个样本。
当配置一个块来执行基于样本的处理时,该块将标量输入解释为单通道信号。类似地,块解释一个米——- - - - - -N矩阵作为多通道信号用米*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。
有关基于框架处理的最新更改的更多信息,请参见基于框架的处理更改部份DSP系统工具箱版本说明.
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。每一帧数据都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。
当你配置一个块来执行基于帧的处理时,这个块解释一个米的单通道信号,包含米每帧样本。类似地,块解释一个米——- - - - - -N矩阵作为多通道信号用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程序都是有利的,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数据的多样本帧,通常可以提高信号处理算法的计算时间。要执行基于框架的处理,必须拥有DSP System Toolbox许可证。
有关基于框架处理的最新更改的更多信息,请参见基于框架的处理更改部份DSP系统工具箱版本说明.
基于框架的处理的好处
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。数据采集硬件的工作方式通常是高速积累大量的信号样本,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多个样本中来最大化系统的效率;更快的数据采集被较慢的中断进程暂停在每一帧采集之后,而不是在每一个单独的样本采集之后。
下图说明了基于框架的处理如何提高吞吐量。每个薄块表示在采集样本期间所花费的时间。每个较厚的块表示中断服务例程(ISR)从硬件读取数据期间所花费的时间。
在本例中,基于帧的操作在每个ISR之间获得一个包含16个样本的帧。因此,基于帧的吞吐量率比基于样本的可选方案高许多倍。
请注意,由于缓冲初始帧的固有延迟,基于帧的处理会给进程带来一定的延迟。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。模型的模拟也得益于基于框架的处理。在这种情况下,通过传播数据帧而不是单个样本,可以减少块对块通信的开销。