DSP系统工具箱™提供算法,应用程序,和范围设计,模拟和分析MATLAB中的信号处理系统®和仿真软件®.您可以为通信、雷达、音频、医疗设备、物联网和其他应用建模实时DSP系统。
有了DSP系统工具箱,您可以设计和分析FIR, IIR,多速率,多级和自适应滤波器。您可以将来自变量、数据文件和网络设备的信号流化,用于系统开发和验证。时间范围,频谱分析仪和逻辑分析仪让您动态可视化和测量流信号。用于桌面原型和部署到嵌入式处理器,包括ARM®皮质®体系结构,系统工具箱支持C/ c++代码生成。它还支持位精确的定点建模和从过滤器和其他算法生成HDL代码。
算法可作为MATLAB函数,系统对象™和Simulink块。
开始:
用于DSP系统设计、实现和验证的信号处理模块
用于信号处理的Simulink块支持双精度和单精度浮点数据类型和整数数据类型。当与定点设计器一起使用时,它们还支持定点数据类型。
DSP系统工具箱中的信号处理模块包括:
- 信号转换,如快速傅里叶变换(FFT),离散余弦变换(DCT)短时傅里叶变换(STFT),离散小波变换(DWT)
- 滤波器的设计和实现FIR, IIR,和模拟滤波器
- 多速率和多级滤波器的采样速率转换,如中投公司,半波段,多相,法罗
- 统计和自适应信号处理光谱估计、均衡和噪声抑制技术
- 信号操作与测量比如卷积、加窗、填充、延迟、寻峰和过零
- 流信号可视化和测量与时间范围,频谱分析仪等
- 信号管理方法,如缓冲、索引、交换、堆叠和排队
- 接收器和源,如啁啾和彩色噪声发生器,NCO, UDP接收器和发射器,以及更多
- 数值线性代数例程,包括线性系统求解,矩阵分解和矩阵逆
DSP系统工具箱提供了一个处理流信号的框架MATLAB.该系统工具箱包括一个优化的信号处理算法库,用于处理流信号,如单速率和多速率滤波器,自适应滤波和fft。该系统工具箱是设计、模拟和部署信号处理解决方案的理想选择,应用领域包括音频、生物医学、通信、控制、地震、传感器和语音。
流信号处理技术支持处理连续流动的数据流,这通常可以通过将输入数据划分为帧并在获取帧时处理每一帧来加速模拟。例如,MATLAB中的流信号处理可以实时处理多声道音频。
流信号处理是通过一个DSP算法组件库实现的系统对象™表示数据驱动的算法、源和汇。系统对象使您能够通过自动化数据索引、缓冲和算法状态管理等任务来创建流应用程序。您可以将MATLAB系统对象与标准的MATLAB函数和运算符混合使用。
可以使用针对流信号和数据优化的算法对流数据应用单速率、多速率和自适应滤波器。
DSP系统设计、实现和测试算法库
DSP系统工具箱提供超过350个算法优化的设计,实现和验证流系统-无论是实现为MATLAB函数或MATLAB系统对象。该算法支持双精度和单精度浮点数据类型。大多数算法还支持整数数据类型,以及需要的定点数据类型定点设计师™.
在MATLAB中,系统工具箱的算法类别包括:
- 信号转换,如快速傅里叶变换(FFT)和离散余弦变换(DCT)
- 数字FIR和IIR滤波器的设计与实现技术
- 多速率和多级过滤器用于采样率转换,如FIR和IIR半波段,多相滤波器,CIC滤波器和法罗滤波器
- 统计和自适应信号处理光谱估计、均衡和噪声抑制技术
- 信号操作和测量,如卷积、加窗、填充、建模延迟、峰值发现和可变分数延迟
- 运行时的信号可视化具有时间范围,频谱分析仪和逻辑分析仪
DSP系统工具箱提供广泛滤波器的设计与实现FIR, IIR,多级,多速率和自适应滤波器的算法。你可以设计低通滤波器、高通、带通、带阻和其他响应类型。你可以使用滤波器结构来实现它们,例如直接形式FIR,重叠添加FIR, IIR二阶段(Biquad)、级联全通和晶格结构。
方法可以设计过滤器Filterbuilder应用、MATLAB代码或Simulink块。此外,您还可以分析FIR和IIR滤波器的定点量化效果,并确定滤波器系数的最佳字长。
你也可以设计可调滤波器在这里,您可以在运行时调优关键过滤器参数,例如带宽和增益。
用MATLAB中的DSP系统工具箱设计的数字滤波器也可以用在Simulink中的系统级模型中。在系统工具箱中有一个现成的过滤块库,用于设计、模拟和实现低通滤波器,高通滤波,以及其他直接在Simulink中的过滤器。
除了传统的FIR和IIR滤波器设计算法,DSP系统工具箱支持专门的滤波器和设计方法,如:
- 先进的等纹波FIR滤波器包括最小阶、约束纹波和最小相位设计
- 尼奎斯特,冷杉halfband,IIR多相滤波器,提供线性相位、最小相位和准线性相位半带设计,以及等纹波、斜阻带和窗口方法
- 中投插入器以及用于软件定义无线电和sigma-delta转换器中无乘数实现的decimator滤波器
- 多级优化设计,使您能够优化级联级的数量,以实现最低的计算复杂度
- Fractional-delay过滤器,包括使用Farrow滤波器结构的实现,非常适合可调滤波应用
- Allpass IIR滤波器具有任意组延迟,使您能够补偿其他IIR滤波器的组延迟,以获得近似的线性相位通带响应
- 点阵波数字IIR滤波器对健壮的实现
- 任意大小相位FIR和IIR滤波器,使设计任何滤波器规格
多速率和多级滤波器及其分析
DSP系统工具箱提供了多速率滤波器的设计和实现,包括多相插插器,抽取器,采样速率转换器,冷杉halfband而且IIR halfband、法罗滤波器、CIC滤波器和补偿器,以及对多级设计方法的支持。系统工具箱还提供了专门的分析功能,以估计多速率和多级滤波器的计算复杂度。
时间范围显示时域信号,支持多种信号——连续、离散、固定大小、可变大小、浮点数据、定点数据和n维信号,用于多通道I/O系统。Time Scope允许在同一轴上显示多个信号(每个输入信号具有不同的维度、采样率和数据类型),或者在作用域窗口中不同显示器上的多个数据通道上显示多个信号。Time Scope执行分析、测量和统计,包括均方根(RMS)、峰与峰、平均值和中值。
频谱分析仪计算各种输入信号的频谱,并以线性刻度或对数刻度显示其频谱。频谱分析仪进行测量和分析,如谐波失真测量(THD, SNR, SINAD, SFDR),三阶互调失真测量(TOI),相邻信道功率比测量(ACPR),互补累积分布函数(CCDF)和峰值平均功率比(PAPR)。频谱分析仪的谱图模式视图展示了如何查看时变光谱,并允许自动检测峰值。
DSP System Toolbox提供了一个额外的可视化工具家族,您可以用来显示和测量各种信号或数据,包括实值或复值数据、向量、数组和任何数据类型的帧,包括定点、双精度或用户定义的数据输入序列。一些可视化工具可以显示流数据或信号的3D显示,以便您可以随着时间的推移分析数据,直到模拟停止。
您可以使用带有定点设计器的DSP系统工具箱来建模定点信号处理算法,以及分析量化对系统行为和性能的影响。您还可以从您的MATLAB代码或Simulink模型生成定点C代码。
你可以配置MATLAB系统对象而且仿真软件模块的系统工具箱中定点操作模式,使您能够在提交硬件之前,通过使用不同的字长、缩放、溢出处理和舍入方法选择运行模拟来执行设计权衡分析和优化。
定点模式支持许多DSP算法,包括FFT,滤波器,统计和线性代数。DSP系统工具箱自动化配置系统对象和块定点操作。
定点滤波器设计
在DSP系统工具箱中,给出了滤波器的设计功能Filterbuilderapp允许你设计浮点过滤器,可以用定点设计器转换为定点数据类型。此设计流程简化了定点滤波器的设计与优化让你分析量化效应。
独立执行和与其他环境的集成
有了DSP System Toolbox,您还可以使用从MATLAB代码或Simulink模型生成的C代码,通过生成算法的独立可执行文件在桌面上进行部署和原型设计。通过使用UDP组件,这个独立的可执行文件仍然可以直接从MATLAB或Simulink中实时调优。因为这个独立的可执行文件运行在与MATLAB代码或Simulink模型不同的线程上,所以它提高了算法的实时性能。
信号处理算法生成的C代码可以作为编译库组件集成到其他软件中,例如自定义模拟器或标准建模软件(如SystemC)。
优化了ARM cortex处理器的C代码生成
使用DSP系统工具箱配合硬件支持插件进行手臂Cortex-A或手臂Cortex-M而且嵌入式编码器®您可以从MATLAB系统对象或Simulink块为关键的DSP算法生成优化的C代码,如FFT, FIR和Biquad滤波器。生成的代码提供了对ARM Cortex-A Ne10库或ARM Cortex-M CMSIS库优化例程的调用。与标准C代码相比,一个关键的好处是性能立即提高。您还可以使用循环中处理器(PIL)测试执行代码验证和分析。
使用DSP系统工具箱过滤器设计HDL Coder™在MATLAB中,您可以设计数字滤波器和生成高效的,可合成的,可移植的VHDL®和Verilog®在fpga或asic中实现的代码。您还可以自动创建VHDL和Verilog测试台,用于模拟、测试和验证生成的代码。
使用DSP系统工具箱高密度脂蛋白编码器™提供可合成和可读的VHDL和Verilog代码生成用于系统设计。为了优化FPGA/ASIC资源的使用和性能,可以考虑使用来自的块DSP HDL工具箱.