DSP System Toolbox

DSP 시스템 모델을 위한 고정 소수점 구현 및 코드 생성

DSP System Toolbox를 Fixed-Point Designer와 함께 사용하여 고정 소수점 신호 처리 알고리즘을 모델링하고 양자화가 시스템 동작과 성능에 미치는 효과를 분석할 수 있습니다.

이 시스템 툴박스의 고정 소수점 지원은 다음을 포함합니다.

  • 1~128비트의 단어 크기
  • 오버플로우 처리 및 반올림 메소드
  • 로깅 오버플로우, 내부 변수의 최대치 및 최저치
  • 수동 또는 자동 스케일링
  • 시스템 수준 데이터 유형 설정을 제어하는 데이터 유형 오버라이드 옵션

고정 소수점 모델링 및 시뮬레이션

고정 소수점 연산 모드를 위한 System Object와 블록을 구성할 수 있으며, 그러면 하드웨어에 대한 집중적인 작업을 하기 전에 다양한 단어 길이, 스케일링, 오버플로우 처리 및 반올림 메소드를 선택하여 시뮬레이션을 실행함으로써 설계 상반관계(trade-off) 분석을 수행할 수 있습니다.

고정 소수점 모드는 다음을 포함한 몇 가지 DSP 알고리즘에 대해 지원됩니다.

  • FFT, DCT, IFFT, IDCT 및 기타 신호 변환
  • 디지털 필터, Biquad 필터, LMS Filter 및 기타 필터 구현
  • 평균, 분산, 자기상관, 히스토그램 및 기타 통계
  • Levinson-Durbin, 전진대입법, 후진대입법 및 기타 선형 시스템 Solver
  • Matrix Multiply, Matrix Product, Matrix Sum, Matrix 1-Norm 및 기타 행렬 연산
  • Cumulative Product, Cumulative Sum, Difference, Normalization 및 기타 수학 연산

Simulink에서 DSP System Toolbox는 고정 소수점 연산을 위한 블록 구성을 자동화합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.  

  • 특정 하드웨어 대상의 호환성을 위해 Accumulator 및 Multiplier 크기가 지정됩니다.
  • 사용자가 정의한 단어 길이, 정밀도, 실제값을 기반으로 필터 계수의 이진 소수점을 자동으로 찾습니다.
  • 제품 출력에는 필터 계수와 입력 값 사이의 모든 제품 비트가 유지됩니다.
  • 오버플로우 방지를 위해 Accumulator가 설정됩니다.
Block dialog for FFT block in DSP System Toolbox.
DSP System Toolbox에서 FFT 블록에 대한 블록 대화 상자. 이 대화 상자는 Accumulator, 곱, 출력 신호에 대한 고정 소수점 데이터 유형 사양을 위한 옵션을 제공합니다(Simulink Fixed-Point 필요).

고정 소수점 필터 설계

DSP System Toolbox의 필터 설계 함수를 이용하면 Fixed-Point Toolbox를 통해 쉽게 고정 소수점 데이터 유형으로 전환될 수 있는 부동 소수점 필터를 설계할 수 있습니다. 이러한 설계 흐름 덕분에 고정 소수점 필터 설계가 간소화되었으며 수량화 효과를 손쉽게 분석할 수 있습니다.

C 및 HDL 코드의 생성

MATLAB CoderSimulink Coder와 함께 DSP System Toolbox를 이용하면 알고리즘 및 시스템 모델로부터 C 코드를 생성할 수 있습니다. 생성된 코드를 사용하여 제품 개발 과정 중에 시스템 검증, 빠른 프로토타이핑, 구현 등이 가능합니다.

DSP System Toolbox를 Filter Design HDL Coder와 함께 사용하여 디지털 필터 설계로부터 HDL 코드를 생성할 수 있습니다. Simulink에서 DSP System Toolbox 블록은 HDL Coder와 함께 사용했을 때 HDL 코드 생성을 지원합니다.

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