Арифметика сдвига

Биты сдвига или двоичная точка сигнала

Библиотека:
Операции Simulink/Logic и Bit
Кодер HDL/логические и битовые операции

Описание

Арифметический блок сдвига может сдвигать биты или двоичную точку входного сигнала, или и то и другое.

Например, смещение двоичной точки на входе типа данных sfix(8) на два места справа и слева дает эти десятичные значения.

Операция смены	Двоичное значение	Десятичное значение
Без смены (исходный номер)	11001.011	–6.625
Смещение двоичной точки вправо на два места	1100101.1	–26.5
Смещение двоичной точки, оставленное на два места	110.01011	–1.65625

Этот блок выполняет арифметические битовые сдвиги для подписанных чисел. Поэтому блок повторно использует старший бит для каждого сдвига битов. Смещение битов на входе типа данных sfix(8) на два места справа и слева дает эти десятичные значения.

Операция смены	Двоичное значение	Десятичное значение
Без смены (исходный номер)	11001.011	–6.625
Сдвиг бита вправо на два места	11110.010	–1.75
Битовый сдвиг, оставленный на два места	00101.100	5.5

Порты

Вход

развернуть все

`u` - Номер для эксплуатации
скаляр | вектор | массив

Число для обработки, указанное как скаляр, вектор или массив.

`s` - Количество битов для сдвига
скаляр

Число битов для сдвига, указанное как скаляр.

Продукция

развернуть все

`Port_1` - Результат работы
скаляр | вектор | массив

Результат операции, возвращаемый как скаляр, вектор или массив.

Параметры

развернуть все

`Bits to shift: Source` - Источник битов для сдвига
`Dialog` (по умолчанию) | `Input port`

Укажите, следует ли вводить биты для сдвига в диалоговом окне или наследовать значения из входного порта.

Настраиваемый: Нет

Программное использование

Параметр блока: BitShiftNumberSource

Тип: символьный вектор, строка

Значения: 'Dialog' | 'Input port'

По умолчанию: 'Dialog'

`Bits to shift: Number` - биты для сдвига
8 (по умолчанию) | скаляр

Укажите скаляр, вектор или массив значений битового сдвига. Этот параметр доступен, если Bits to shift: Source is Dialog.

Если направление...	Тогда...
`Left` или `Right`	Используйте положительные целые числа, чтобы указать битовые сдвиги.
`Bidirectional`	Используйте положительные целые числа для правых сдвигов и отрицательные целые числа для левых сдвигов.

Настраиваемый: Нет

Программное использование

Параметр блока: BitShiftNumber

Тип: символьный вектор, строка

Значения: scalar

По умолчанию: '9'

`Bits to shift: Direction` - Направление, в котором следует сдвинуть биты
`Left` (по умолчанию) | `Right` | `Bidirectional`

Укажите направление смещения битов: влево, вправо или двунаправленное.

Настраиваемый: Нет

Программное использование

Параметр блока: BitShiftDirection

Тип: символьный вектор, строка

Значения: 'Left' | 'Right' | 'Bidrectional'

По умолчанию: 'Bidrectional'

`Binary points to shift: Number` - Количество мест для смещения двоичной точки
`0` (по умолчанию) | `scalar`

Укажите целое число мест для сдвига двоичной точки входного сигнала. Положительное значение указывает на сдвиг вправо, а отрицательное - на сдвиг влево.

Настраиваемый: Нет

Программное использование

Параметр блока: BinPtShiftNumber

Тип: символьный вектор, строка

Значения: 'Dialog' | 'Input port'

По умолчанию: 'Dialog'

`Diagnostic for out of range shift value` - Диагностическое действие
`None` (по умолчанию) | `Warning` | `Error`

Укажите, следует ли создавать предупреждение или ошибку во время моделирования, если блок содержит значение смещения вне диапазона. Варианты включают в себя:

None - Simulink ® не выполняет никаких действий.
Warning - Simulink отображает предупреждение и продолжает моделирование.
Error - Simulink завершает моделирование и отображает ошибку.

Дополнительные сведения см. в разделе Результаты моделирования и режима ускорителя для значений смещения битов за пределами диапазона.

Программное использование

Параметр блока: DiagnosticForOORShift

Тип: символьный вектор, строка

Значения: 'None' | 'Warning' | 'Error'

По умолчанию: 'None'

`Check for out-of-range 'Bits to shift' in generated code` - Проверьте наличие битов вне диапазона для сдвига в сгенерированном коде
`off` (по умолчанию) | `on`

Установите этот флажок, чтобы включить условные операторы в создаваемый код, защищающие от смещения битов за пределами диапазона. Этот флажок доступен, если Bits to shift: Source is Input port.

Дополнительные сведения см. в разделе Создание кода для значений битового сдвига за пределами диапазона.

Программное использование

Параметр блока: CheckOORBitShift

Тип: символьный вектор, строка

Значения: 'on' | 'off'

По умолчанию: 'off'

Характеристики блока

Типы данных	`double` \| `fixed point` \| `half` \| `integer` \| `single`
Прямой проход	`yes`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`no`
Обнаружение пересечения нулей	`no`

Подробнее

развернуть все

Переменные значка блока

Значок арифметического блока Shift показывает поведение блока с использованием следующих переменных:

Q - Сохраненное целое значение
V - Реальная стоимость
E - Экспонента
Qy - Сохраненное целое значение выходного сигнала
Qu - Сохраненное целое значение ввода
Vy - Значение выходного сигнала
Vu - Значение входного сигнала
Ey - Экспонента вывода
Eu - Экспонента ввода

Блочный выход для правых битовых сдвигов

Следующая модель сравнивает поведение правых битовых сдвигов с помощью диалогового окна с портом ввода блока.

Параметры ключевых блоков блоков Constant:

Блок	Параметр	Настройка
`Constant` и `Constant1`	Постоянное значение	`124`
`Constant` и `Constant1`	Тип выходных данных	`int8`
`Dynamic bit shift`	Постоянное значение	`2`
`Dynamic bit shift`	Тип выходных данных	`Inherit: Inherit from 'Constant value'`

Параметры ключевых блоков арифметических блоков Shift:

Блок	Параметр	Настройка
`Bit shift from dialog`	Биты для сдвига: Источник	`Dialog`
	Биты для сдвига: Направление	`Right`
	Биты для сдвига: Число	`2`
`Bit shift from input`	Биты для сдвига: Источник	`Input port`
`Bit shift from input`	Биты для сдвига: Направление	`Right`

Главный блок Арифметики Изменения берет вход 124, который соответствует 01111100 в двоичном формате. Смещение числа битов на два места вправо приводит к 00011111 в двоичном формате. Следовательно, блочные выходы 31.

Нижний арифметический блок сдвига выполняет ту же операцию, что и верхний блок. Однако нижний блок получает значение битового сдвига через входной порт вместо диалогового окна. Введя это значение в качестве входного сигнала, можно изменить количество битов для сдвига во время моделирования.

Блочный выход для двоичных точечных сдвигов

Следующая модель показывает эффект двоичных сдвигов точек.

Параметры ключевых блоков блоков Constant:

Блок	Параметр	Настройка
`Constant` и `Constant1`	Постоянное значение	`124`
`Constant` и `Constant1`	Тип выходных данных	`int8`

Параметры ключевых блоков арифметических блоков Shift:

Блок	Параметр	Настройка
`Shift binary point 3 places to the right`	Биты для сдвига: Источник	`Dialog`
	Биты для сдвига: Направление	`Bidirectional`
	Биты для сдвига: Число	`0`
	Двоичные точки для сдвига: Число	`3`
`Shift binary point 3 places to the left`	Биты для сдвига: Источник	`Dialog`
	Биты для сдвига: Направление	`Bidirectional`
	Биты для сдвига: Число	`0`
	Двоичные точки для сдвига: Число	– `3`

Главный блок Арифметики Изменения берет вход 124, который соответствует 01111100 в двоичном формате. Изменение запятой в двоичном числе три места направо производит 01111100000 в двоичном формате. Следовательно, верхний блок выводит 995.

Нижний арифметический блок сдвига также принимает вход 124. Изменение запятой в двоичном числе три места налево производит 01111.100 в двоичном формате. Поэтому нижний блок выводит 15.5.

Алгоритмы

развернуть все

Смещение битов вне диапазона

Предположим, что WL - длина входного слова. Закрашенные области на следующей диаграмме показывают значения битового сдвига вне диапазона для левого и правого сдвигов.

Аналогично, затененные области на следующей диаграмме показывают значения битового сдвига вне диапазона для двунаправленных сдвигов.

Диагностика битовых сдвигов вне диапазона осуществляется следующим образом, в зависимости от режима работы:

Способ	Диагностика значения смещения вне диапазона
Способ	Ничего	Предупреждение	Ошибка
Режимы моделирования	Не сообщайте о каких-либо предупреждениях или ошибках.	Сообщите предупреждение, но продолжите моделирование.	Сообщение об ошибке и остановка моделирования.
Создание кода	Не имеет эффекта.

Результаты моделирования и режима ускорителя для значений смещения битов за пределами диапазона

Предположим, что U - вход, WL - длина входного слова, и Y - выходной сигнал. Выходной сигнал для значения битового сдвига вне диапазона для сдвигов влево выглядит следующим образом:

Аналогично, выходной сигнал для значения битового сдвига вне диапазона для правых сдвигов выглядит следующим образом:

Для двунаправленных сдвигов выходной сигнал для значения битового сдвига вне диапазона выглядит следующим образом:

Генерация кода для значений битового сдвига за пределами диапазона

Для сгенерированного кода способ обработки смещений битов вне диапазона зависит от установки Check for-of-range 'Bits to shift' в сгенерированном коде.

Установка флажка	Сгенерированный код	Результаты моделирования по сравнению с сгенерированным кодом
Отобранный	Включает условные операторы для защиты от смещения битов за пределами диапазона.	Результаты моделирования и режима ускорителя соответствуют результатам создания кода.
Очищенный	Не защищает от смещения битов вне диапазона.	Для значений в диапазоне результаты моделирования и режима ускорителя соответствуют результатам генерации кода. Для значений вне диапазона результаты генерации кода зависят от компилятора.

Для правых сдвигов на подписанных отрицательных входах большинство компиляторов C используют арифметический сдвиг вместо логического сдвига. Созданный код для арифметического блока Shift зависит от этого поведения компилятора.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Создание кода HDL
Создание кода Verilog и VHDL для проектов FPGA и ASIC с использованием Coder™ HDL.

HDL Coder™ предоставляет дополнительные опции конфигурации, которые влияют на реализацию HDL и синтезированную логику.

Код HDL можно генерировать, когда Bits to shift: Source является диалоговым или входным портом.

Архитектура HDL

Сгенерированный код VHDL использует shift_right функции и sll оператор.

Созданный код Verilog использует >>> и <<< операторы смены.

Свойства блока HDL

ConstrainedOutputPipeline	Количество регистров для размещения на выходах путем перемещения существующих задержек в рамках проекта. Распределенная конвейерная обработка не перераспределяет эти регистры. Значение по умолчанию: `0`. Дополнительные сведения см. в разделе ConstrainedOutputPipeline (кодер HDL).
InputPipeline	Количество входных ступеней трубопровода для вставки в сформированный код. Распределенная конвейерная обработка и конвейерная обработка с ограниченным выходом могут перемещать эти регистры. Значение по умолчанию: `0`. Дополнительные сведения см. в разделе InputPipeline (кодер HDL).
OutputPipeline	Количество выходных ступеней трубопровода для вставки в сформированный код. Распределенная конвейерная обработка и конвейерная обработка с ограниченным выходом могут перемещать эти регистры. Значение по умолчанию: `0`. Дополнительные сведения см. в разделе Выходной конвейер (кодер HDL).

Комплексная поддержка данных

Этот блок поддерживает генерацию кода для сложных сигналов.

Ограничения

Когда Bits to shift: Source - входной порт, смещение двоичных точек не поддерживается.

Создание кода ПЛК
Создание структурированного текстового кода с помощью Coder™ Simulink ® PLC

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

См. также

Побитовый оператор | Сравнить с константой | Сравнить с нулем | Логический оператор | Реляционный оператор

Представлен до R2006a

Документация

Арифметика сдвига

Описание

Порты

Вход