使用socModelAnalyzer比较FIR过滤器实现
这个例子展示了如何基于算术运算的数量来分析和比较Simulink®算法的不同实现。使用SoC BlocksetsocModelAnalyzer
函数来生成报告,显示使用静态和运行时执行的FIR Filter的不同实现的操作符的数量。
设计任务与要求
本设计任务评估FIR滤波器的两种实现,并比较实现成本。这个示例使用操作符的数量作为衡量实现成本的方法。
为了满足诸如速度、延迟和硬件资源等系统需求,请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繁琐的、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,手动计算可能不准确,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。
结构的模型
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子系统采用了一种面向更高操作速度的过滤器结构。该模型使用一个啁啾输入信号作为输入刺激,一个FIR_ref (Discrete FIR Filter)块作为参考来检查实现的数值正确性。
打开soc_analyze_FIR_tb
并对模型的结构进行了分析。
open_system (“soc_analyze_FIR_tb”);
在设计低通FIR滤波器时,采用了filterDesigner
(DSP系统工具箱)应用程序为8阶FIR滤波器生成系数。FIR滤波器的截止频率为0.25(归一化),通带纹波和阻带衰减分别为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,根据引用FIR块验证两个实现的功能。筛选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
函数为每个实现中的算术运算符的数量生成报告,并对实现进行比较。报告是使用模型的运行时执行生成的。
对称的冷杉过滤器:
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_2054784_3975745/tpd649f87f/soc-ex82446029/soc_analyze_FIR_tb的操作符分析报告。基金……将报告文件保存在/tmp/Bdoc22b_2054784_3975745/tpd649f87f/soc-ex82446029/report_sym目录下。运算符估计:完成。
的方法打开报告打开报表查看器链接在MATLAB控制台上。或者,您也可以使用
函数。该报告提供了两个视图。第一个视图是操作符视图,它表示的数据是每行对应一个操作符。若要使用此视图,请单击操作视图在报表工具条上。第二个视图是模型视图,其中每一行对应一个Simulink子系统路径。若要使用此视图,请单击模型视图在报表工具条上。报表也保存在socAlgorithmAnalyzerReport
report_sym
文件夹作为mat文件(soc_analyze_FIR_tb.mat
)和一个Excel®文件(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(+)
运营商的数据类型双
和5MUL (*)
运营商的数据类型双
每个执行10001次。(模型模拟持续时间为10 s,基准速率为10 ms。这会产生10,000个模拟周期加上1个初始化周期。)要获取每个操作符的详细报告,请展开该操作符。该报告显示了在不同块中使用的操作符计数。通过单击报告最后一列中的一个链接来跟踪操作符,以突出显示操作符在soc_analyze_FIR_tb
模型。
转置冷杉过滤器
要估计转置FIR滤波器实现的运算符数量,请使用socModelAnalyzer
函数。指定“soc_analyze_FIR_tb / Transposed_FIR”
为“IncludeBlockPath”
函数的名值对参数。将生成的报表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_2054784_3975745/tpd649f87f/soc-ex82446029/soc_analyze_FIR_tb的操作符分析报告。基金……将报告文件保存在/tmp/Bdoc22b_2054784_3975745/tpd649f87f/soc-ex82446029/report_trans目录下。运算器估计:完成。
打开转置FIR过滤器的报告打开报表查看器链接在MATLAB控制台上。
对于转置FIR过滤器,报告显示了数据类型的估计增加数为8双
数据类型的9次乘法双
(每个运算符执行10,001次)。
对称实现与转置实现的比较
比较对称的和换位的FIR滤波器报告socModelAnalyzer
函数。对称FIR滤波器使用的乘法运算符(9)比转置FIR滤波器(5)少。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过滤器生成了操作人员报告。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。