Документация

Создание тестового файла

Оптимальным способом структурирования кода является отделение основного алгоритма от другого кода, используемого для тестирования и проверки результатов. Создайте тестовый файл для вызова исходного алгоритма MATLAB ® и версий алгоритма с фиксированной точкой. Например, как показано в следующей таблице, можно настроить некоторые входные данные для подачи в алгоритм, а затем, после обработки этих данных, создать некоторые графики для проверки результатов. Так как вам нужно преобразовать только алгоритмическую часть в фиксированную точку, более эффективно структурировать свой код так, чтобы у вас был тестовый файл, в котором вы создаете свои входы, вызываете свой алгоритм и строите график результатов, и один (или несколько) алгоритмические файлы, в которых вы делаете основную обработку.

% TEST INPUT
x = randn(100,1);

% ALGORITHM
y = zeros(size(x));
y(1) = x(1);
for n=2:length(x)
  y(n)=y(n-1) + x(n);
end

% VERIFY RESULTS
yExpected=cumsum(x);
plot(y-yExpected)
title('Error')

% TEST INPUT
x = randn(100,1);

% ALGORITHM
y = cumulative_sum(x);

% VERIFY RESULTS
yExpected = cumsum(x);
plot(y-yExpected)
title('Error')

function y = cumulative_sum(x)
  y = zeros(size(x));
  y(1) = x(1);
  for n=2:length(x)
    y(n) = y(n-1) + x(n);
  end
end

Тестовый файл можно использовать для:

По умолчанию приложение Fixed-Point Converter показывает результаты покрытия кода. Тестовые файлы должны использовать алгоритм в полном рабочем диапазоне, чтобы диапазоны моделирования были точными. Например, для фильтра реалистичными входами являются импульсы, суммы синусоид и чирп-сигналы. С помощью этих входных данных, используя линейную теорию, можно проверить правильность выходных данных. Сигналы, которые обеспечивают максимальный выход, полезны для проверки того, что система не переполняется. Качество предлагаемых типов данных с фиксированной точкой зависит от того, насколько хорошо тестовые файлы охватывают рабочий диапазон алгоритма с требуемой точностью. Проверка результатов покрытия кода позволяет убедиться в том, что тестовый файл выполняет алгоритм надлежащим образом. Проверьте код, помеченный красной строкой покрытия кода, поскольку этот код не выполняется. Если покрытие кода является недостаточным, измените тестовый файл или добавьте дополнительные тестовые файлы для увеличения покрытия. См. раздел Покрытие кода.

Подготовьте алгоритм для ускорения кода или создания кода

Автоматизированный процесс преобразования обеспечивает управление кодом и предоставляет предложения по типу данных, помогающие преобразовать алгоритм в фиксированную точку.

Алгоритмы MATLAB, которые необходимо автоматически преобразовать в фиксированную точку, должны соответствовать требованиям и правилам генерации кода. Чтобы просмотреть подмножество языка MATLAB, поддерживаемого для генерации кода, см. раздел Функции и объекты, поддерживаемые для генерации кода C/C + +.

Чтобы определить неподдерживаемые функции или конструкции в коде MATLAB, добавьте %#codegen pragma в верхней части файла MATLAB. Анализатор кода MATLAB помечает функции и конструкции, которые недоступны в подмножестве языка MATLAB, поддерживаемого для генерации кода. Этот совет появляется в режиме реального времени при редактировании кода в редакторе MATLAB. Дополнительные сведения см. в разделе Проверка кода с помощью анализатора кода MATLAB. Программное обеспечение предоставляет ссылку на отчет, который идентифицирует вызовы функций и использование типов данных, которые не поддерживаются для генерации кода. Дополнительные сведения см. в разделе Проверка кода с помощью инструмента готовности к созданию кода.

Проверка поддержки фиксированных точек для функций, используемых в алгоритме

Приложение помечает неподдерживаемые вызовы функций, обнаруженные в алгоритме на вкладке Замены функций. Например, при использовании fft функция, которая не поддерживается для фиксированной точки, инструмент добавляет запись в таблицу на этой вкладке и указывает, что необходимо указать функцию замены, которая будет использоваться для операций с фиксированной точкой.

Можно указать дополнительные функции замены. Например, такие функции, как sin, cos, иsqrt может поддерживать фиксированную точку, но для лучшей эффективности может потребоваться рассмотреть альтернативную реализацию, такую как таблица поиска или алгоритм на основе CORDIC. Приложение предоставляет возможность создавать аппроксимации таблицы подстановки для непрерывных и безстатических функций с одним входом и одним выходом в исходном коде MATLAB. См. раздел Замена функций с помощью аппроксимаций таблицы подстановки.

Управление типами данных и рост битов управления

Автоматизированный процесс преобразования с фиксированной точкой автоматически управляет типами данных и ростом битов. Он управляет ростом битов, используя в создаваемом коде подстрочные назначения, то есть назначения, использующие оператор двоеточия (:). При использовании назначений с подстрочными индексами MATLAB перезаписывает значение левого аргумента, но сохраняет существующий тип данных и размер массива. В дополнение к предотвращению роста битов, подстрочное назначение уменьшает количество слепков в сгенерированном коде с фиксированной точкой и делает код более читаемым.

Преобразовать в фиксированную точку

Использовать гистограмму для точной настройки параметров типа данных

Для точной настройки параметров типа с фиксированной точкой используйте гистограмму. Чтобы записать данные для гистограмм, в приложении щелкните стрелку Анализ и выберите Log data for histogram.

После моделирования и статического анализа:

Когда инструмент применяет типы данных, он создает HTML-отчет, который предоставляет информацию о переполнении и выделяет переполнения красным цветом. Просмотрите предлагаемые типы данных.

Оптимизация алгоритма

function y = adder(a,b)
  y = a + b;
end

int adder(short a, short b)
{
  int y;
  int i;
  int i1;
  int i2;
  int i3;
  i = a;
  i1 = b;
  if ((i & 65536) != 0) {
    i2 = i | -65536;
  } else {
    i2 = i & 65535;
  }

  if ((i1 & 65536) != 0) {
    i3 = i1 | -65536;
  } else {
    i3 = i1 & 65535;
  }

  i = i2 + i3;
  if ((i & 65536) != 0) {
    y = i | -65536;
  } else {
    y = i & 65535;
  }

  return y;
}

int adder(short a, short b)
{
  return a + b;
}

Избегайте явных двойных и одиночных слепков

Для автоматического рабочего процесса не используйте явные двойные или одиночные слепки в алгоритме MATLAB для изоляции функций, которые не поддерживают типы данных с фиксированной точкой. Автоматизированное средство преобразования не поддерживает эти слепки.

Вместо использования слепков введите функцию замены. Дополнительные сведения см. в разделе Замены функций.