DSP System Toolbox

Implementazione a virgola fissa e generazione di codice per modelli di sistema DSP

È possibile usare DSP System Toolbox con Fixed-Point Designer per modellare algoritmi di elaborazione dei segnali a virgola fissa e per analizzare gli effetti della quantizzazione sul comportamento e le prestazioni del sistema.

Il supporto virgola fissa del system toolbox comprende:

  • dimensioni di parola da 1 a 128 bit;
  • metodi di gestione overflow e di arrotondamento;
  • log di overflow, massime e minime delle variabili interne;
  • scala manuale o automatica;
  • opzioni di override dei tipi di dati per controllare le impostazioni del tipo di dati a livello del sistema.

Modellazione e simulazione a virgola fissa

È possibile configurare i system object e i blocchi del system toolbox in modo che operino a virgola fissa, consentendo di analizzare le alternative progettuali eseguendo simulazioni con lunghezze delle parole, scala, gestione dell'overflow e metodi di arrotondamento diversi, prima dell'implementazione nell'hardware.

Sono supportati i modelli a virgola fissa per vari algoritmi DSP, tra cui:

  • FFT, DCT, IFFT, IDCT e altre trasformate di segnali;
  • Digital Filter, Biquad Filter, LMS Filter e altre implementazioni di filtri;
  • Mean, Variance, Autocorrelation, Histogram e altre funzioni statistiche;
  • Levinson-Durbin, Forward Substitution, Backward Substitution e altri solutori lineari;
  • Matrix Multiply, Matrix Product, Matrix Sum, Matrix 1-Norm e altre operazioni di matrice;
  • Cumulative Product, Cumulative Sum, Difference, Normalization e altre operazioni matematiche.

In Simulink, DSP System Toolbox automatizza la configurazione dei blocchi per il funzionamento a virgola fissa. Ad esempio:  

  • le dimensioni di accumulatori e moltiplicatori sono specificate per assicurare la compatibilità per specifici target hardware;
  • il punto binario di un coefficiente del filtro viene individuato automatico in base a lunghezza word, precisione e valori reali definiti dall'utente;
  • l'output del prodotto mantiene tutti i bit dei prodotti tra i coefficienti del filtro e i valori di input;
  • l'accumulatore è configurato in modo da evitare gli overflow.
Block dialog for FFT block in DSP System Toolbox.
Finestra di dialogo del blocco FFT in DSP System Toolbox. La finestra di dialogo fornisce opzioni per la specifica di tipi di dati a virgola fissa di accumulatore, prodotto e segnali di output (richiede Simulink Fixed-Point).

Progettazione di filtri a virgola fissa

Le funzioni di progettazione dei filtri presenti in DSP System Toolbox consentono di progettare filtri a virgola mobile che possono essere facilmente convertiti in tipi di dati a virgola fissa grazie a Fixed-Point Toolbox. Questo flusso di progettazione semplifica la progettazione di filtri a virgola fissa e consente di analizzare facilmente gli effetti della quantizzazione. 

Generazione di codice C e HDL

Usando DSP System Toolbox con MATLAB Coder e Simulink Coder, si può generare codice C partendo da algoritmi e modelli di sistema. Il codice generato può essere usato a fini di verifica, prototipazione rapida e implementazione del sistema durante lo sviluppo del prodotto.

Usando DSP System Toolbox con Filter Design HDL Coder, è possibile generare codice HDL partendo da progetti di filtri digitali. In Simulink, i blocchi di DSP System Toolbox forniscono il supporto per la generazione di codice HDL quando abbinati a HDL Coder.

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