Этот пример показывает, как обнаружить переполнение в командной строке. В числовой стадии тестирования в процессе преобразования инструмент моделирует масштабируемое использование фиксированной точки, удваивается. Это затем сообщает, какие выражения в сгенерированном коде производят значения, которые переполнили бы типа данных фиксированной точки.
Чтобы завершить этот пример, необходимо установить следующие продукты:
MATLAB®
MATLAB Coder™
Фиксированная точка Designer™
В локальной, перезаписываемой папке создайте функцию, overflow
.
function y = overflow(b,x,reset) if nargin<3, reset = true; end persistent z p if isempty(z) || reset p = 0; z = zeros(size(b)); end [y,z,p] = fir_filter(b,x,z,p); end function [y,z,p] = fir_filter(b,x,z,p) y = zeros(size(x)); nx = length(x); nb = length(b); for n = 1:nx p=p+1; if p>nb, p=1; end z(p) = x(n); acc = 0; k = p; for j=1:nb acc = acc + b(j)*z(k); k=k-1; if k<1, k=nb; end end y(n) = acc; end end
Создайте тестовый файл, overflow_test.m
, чтобы осуществить алгоритм overflow
.
function overflow_test % The filter coefficients were computed using the FIR1 function from % Signal Processing Toolbox. % b = fir1(11,0.25); b = [-0.004465461051254 -0.004324228005260 +0.012676739550326 +0.074351188907780 +0.172173206073645 +0.249588554524763 +0.249588554524763 +0.172173206073645 +0.074351188907780 +0.012676739550326 -0.004324228005260 -0.004465461051254]'; % Input signal nx = 256; t = linspace(0,10*pi,nx)'; % Impulse x_impulse = zeros(nx,1); x_impulse(1) = 1; % Max Gain % The maximum gain of a filter will occur when the inputs line up with the % signs of the filter's impulse response. x_max_gain = sign(b)'; x_max_gain = repmat(x_max_gain,ceil(nx/length(b)),1); x_max_gain = x_max_gain(1:nx); % Sums of sines f0=0.1; f1=2; x_sines = sin(2*pi*t*f0) + 0.1*sin(2*pi*t*f1); % Chirp f_chirp = 1/16; % Target frequency x_chirp = sin(pi*f_chirp*t.^2); % Linear chirp x = [x_impulse, x_max_gain, x_sines, x_chirp]; titles = {'Impulse', 'Max gain', 'Sum of sines', 'Chirp'}; y = zeros(size(x)); for i=1:size(x,2) reset = true; y(:,i) = overflow(b,x(:,i),reset); end test_plot(1,titles,t,x,y) end function test_plot(fig,titles,t,x,y1) figure(fig) clf sub_plot = 1; font_size = 10; for i=1:size(x,2) subplot(4,1,sub_plot) sub_plot = sub_plot+1; plot(t,x(:,i),'c',t,y1(:,i),'k') axis('tight') xlabel('t','FontSize',font_size); title(titles{i},'FontSize',font_size); ax = gca; ax.FontSize = 10; end figure(gcf) end
Создайте объект coder.FixptConfig
, fixptcfg
, с настройками по умолчанию.
fixptcfg = coder.config('fixpt');
Определите имя испытательного стенда. В этом примере именем функции испытательного стенда является overflow_test
.
fixptcfg.TestBenchName = 'overflow_test';
Установите размер слова по умолчанию на 16.
fixptcfg.DefaultWordLength = 16;
Включите обнаружение переполнения.
fixptcfg.TestNumerics = true; fixptcfg.DetectFixptOverflows = true;
Установите Product mode
fimath
и Sum mode
к KeepLSB
. Эти настройки моделируют поведение целочисленных операций на языке C.
fixptcfg.fimath = 'fimath( ''RoundingMethod'', ''Floor'', ''OverflowAction'', ''Wrap'', ''ProductMode'', ''KeepLSB'', ''SumMode'', ''KeepLSB'')';
Создайте объект настройки генерации кода сгенерировать автономную статическую библиотеку C.
cfg = coder.config('lib');
Преобразуйте функцию MATLAB с плавающей точкой, overflow
, к коду С фиксированной точки. Вы не должны задавать входные типы для команды codegen
, потому что она выводит типы из тестового файла.
codegen -float2fixed fixptcfg -config cfg overflow
Фаза тестирования численных данных сообщает о переполнении.
Overflow error in expression 'acc + b( j )*z( k )'. Percentage of Current Range = 104%.
Определите если сложение или умножение в этом переполненном выражении. Установите fimath
ProductMode на FullPrecision
так, чтобы умножение не переполнялось, и затем запускать команду codegen
снова.
fixptcfg.fimath = 'fimath(''RoundingMethod'', ''Floor'', ''OverflowAction'', ''Wrap'', ''ProductMode'', ''FullPrecision'', ''SumMode'', ''KeepLSB'')'; codegen -float2fixed fixptcfg -config cfg overflow
Фаза тестирования численных данных все еще сообщает о переполнении, указывая, что это - сложение в выражении, которое переполняется.