Документация

Ускорение Выполнения Фиксированной точки с fiaccel

Можно преобразовать фиксированную точку код MATLAB^® в MEX-функции с помощью fiaccel. Сгенерированные MEX-функции содержат оптимизацию, чтобы автоматически ускорить алгоритмы фиксированной точки к скомпилированной скорости C/C++ кода в MATLAB. Функция fiaccel может значительно увеличить скорость выполнения ваших алгоритмов.

Выполнение fiaccel

Основная команда:

fiaccel M_fcn

По умолчанию fiaccel выполняет следующие действия:

Можно изменить это поведение по умолчанию путем определения одного или нескольких параметров компилятора с fiaccel, разделенным пробелами на командной строке.

Сгенерированные файлы и местоположения

fiaccel генерирует файлы в следующих местоположениях:

fiaccel/mex/M_fcn_name/html

Можно изменить название и местоположение сгенерированных файлов при помощи опций -o и -d, когда вы запускаете fiaccel.

В этом примере вы будете использовать функцию fiaccel, чтобы скомпилировать различные части простого алгоритма. Путем сравнения времени выполнения этих двух случаев вы будете видеть преимущества и лучшее использование функции fiaccel.

function B = fi_matrix_column_sum(A)
% Sum the columns of matrix A.
%#codegen
    [m,n] = size(A);
    w = get(A,'WordLength') + ceil(log2(m));
    f = get(A,'FractionLength');
    B = fi(zeros(1,n),true,w,f);
    for j = 1:n
        for i = 1:m
            B(j) = B(j) + A(i,j);
        end
    end

% MATLAB
fipref('NumericTypeDisplay','short');
A = fi(randn(1000,10));
tic
B = fi_matrix_column_sum(A)
t_matrix_column_sum_m = toc

% fiaccel
fiaccel fi_matrix_column_sum -args {A} ...
-I [matlabroot '/toolbox/fixedpoint/fidemos']
tic
B = fi_matrix_column_sum_mex(A);
t_matrix_column_sum_mex = toc

% MATLAB
tic
[m,n] = size(A);
w = get(A,'WordLength') + ceil(log2(m));
f = get(A,'FractionLength');
B = fi(zeros(1,n),true,w,f);
for j = 1:n
    for i = 1:m
        B(j) = fi_scalar_sum(B(j),A(i,j));
        % B(j) = B(j) + A(i,j);
    end
end
t_scalar_sum_m = toc

% fiaccel
fiaccel fi_scalar_sum -args {B(1),A(1,1)} ...
-I [matlabroot '/toolbox/fixedpoint/fidemos']
tic
[m,n] = size(A);
w = get(A,'WordLength') + ceil(log2(m));
f = get(A,'FractionLength');
B = fi(zeros(1,n),true,w,f);
for j = 1:n
    for i = 1:m
        B(j) = fi_scalar_sum_mex(B(j),A(i,j));
        % B(j) = B(j) + A(i,j);
    end
end
t_scalar_sum_mex = toc

Переопределение Типа данных Используя fiaccel

Программное обеспечение Fixed-Point Designer™ поставляется с примером того, как сгенерировать MEX-функцию из кода MATLAB. Код в примере берет взвешенное среднее сигнала создать фильтр lowpass. Чтобы запустить пример в Браузере документации выбирают MATLAB Examples под Fixed-Point Designer, и затем выбирают Fixed-Point Lowpass Filtering Using MATLAB for Code Generation.

Можно задать переопределение типа данных в этом примере путем ввода дополнительной команды в посдказке MATLAB в разделе “Define Fixed-Point Parameters” примера. Чтобы включить переопределение типа данных, введите следующую команду в посдказке MATLAB после выполнения команды reset(fipref) в том разделе:

fipref('DataTypeOverride','TrueDoubles')

Эта команда говорит программному обеспечению Fixed-Point Designer создавать все объекты fi с типом fi double. Когда вы компилируете код с помощью команды fiaccel в разделе “Compile the M-File into a MEX File” примера, получившаяся MEX-функция использует данные с плавающей точкой.

Определение Значения по умолчанию fimath Значения для MEX-функций

MEX-функции, сгенерированные с fiaccel, используют значение по умолчанию MATLAB глобальный fimath. Глобальная переменная заводской настройки MATLAB fimath имеет следующие свойства:

RoundingMethod: Nearest
OverflowAction: Saturate
ProductMode: FullPrecision
SumMode: FullPrecision

При выполнении MEX-функций, которые зависят от значения по умолчанию MATLAB значение fimath, не изменяйте это значение во время сеанса работы с MATLAB. В противном случае MATLAB генерирует предупреждение, предупреждая вас к несоответствию между временем компиляции и значениями fimath во время выполнения. Например, создайте следующую функцию MATLAB:

function y = test %#codegen 
y = fi(0); 

Сгенерируйте MEX-функцию test_mex, чтобы использовать заводскую настройку значения по умолчанию MATLAB fimath.

resetglobalfimath;
fiaccel test 

Запустите test_mex.

test_mex   

ans =        
  0            
       DataTypeMode: Fixed-point: binary point scaling            
       Signedness: Signed            
       WordLength: 16        
       FractionLength: 15

Измените значение по умолчанию MATLAB значение fimath, таким образом, это больше не совпадает с установкой, используемой во время компиляции.

F = fimath('RoundingMethod','Floor');
globalfimath(F); 

Очистите MEX-функцию из памяти и повторно выполните его.

clear test_mex 
test_mex

testglobalfimath_mex 
Warning: This function was generated with a different default fimath than the current default.   
ans =        
   0            
      DataTypeMode: Fixed-point: binary point scaling            
      Signedness: Signed             
      WordLength: 16         
      FractionLength: 15