Вычислите выход, ошибку и веса, используя адаптивный алгоритм LMS
DSP System Toolbox/Фильтрация/Адаптивные фильтры
Поддержка/фильтрация HDL-файлов DSP System Toolbox
Блок LMS Filter может реализовать адаптивный конечная импульсная характеристика с помощью пяти различных алгоритмов. Блок оценивает веса фильтра или коэффициенты, необходимые для минимизации ошибки, e(n), между выходным сигналом y(n) и желаемым сигналом, d(n). Выходом является отфильтрованный входной сигнал, который является оценкой необходимого сигнала. Порт Ошибки выводит результат вычитания сигнала выхода из необходимого сигнала.
При определенных условиях этот блок также поддерживает генерацию кода SIMD. Для получения дополнительной информации смотрите Генерация кода.
Algorithm - Выбор алгоритмаLMS (по умолчанию) | Normalized LMS | Sign-Error LMS | Sign-Data LMS | Sign-Sign LMSВыберите алгоритм, используемый для вычисления весов фильтра.
Filter length - Длина фильтра32 (по умолчанию) | скаляромВведите длину вектора весов конечных импульсных характеристик.
Specify step size via - Задайте размер шага черезDialog (по умолчанию) | Input port
Dialog -- Задайте размер шага с помощью параметра Step size (mu).
Input port -- Задайте размер шага при помощи Step-size порт.
Step size (mu) - Размер шага0.1 (по умолчанию) | положительная скалярная величинаВведите μ размера шага. Для сходимости нормализованных уравнений LMS 0 < µ < 2.
Настраиваемый: Да
Этот параметр появляется только, когда вы устанавливаете Specify step size via параметр в Dialog.
Leakage factor (0 to 1) - Коэффициент утечки1.0 (по умолчанию) | скаляромВведите коэффициент утечки 0 < 1 - мкα ≤ 1.
Настраиваемый: Да
Initial value of filter weights - Начальное значение весов фильтра0 (по умолчанию) | вектор | скалярВведите начальные веса фильтра w (0) в виде вектора или скаляра. Когда вы вводите скаляр, блок использует скалярное значение, чтобы создать вектор весов фильтра. Эта длина вектора равна длине фильтра, и все ее значения равны скалярному значению.
Adapt port - Включите порт Adapton (по умолчанию) | offУстановите этот флажок, чтобы включить Adapt входной порт.
Reset port - Порт сбросаNone (по умолчанию) | Rising edge | Falling edge | Either edge | Non-zero sampleКогда вы хотите сбросить значение весов фильтра к их начальным значениям, используйте параметр Reset port. Сигнал сброса должен быть такой же скоростью, как и вход сигнала данных.
Выберите None чтобы отключить Reset порт. Чтобы включить порт Reset, выберите из списка один из следующих:
Rising edge - Запускает операцию сброса, когда вход Reset делает одно из следующего:
Повышается с отрицательного значения до положительного значения или нуля
Поднимается с нуля до положительного значения, где подъем не является продолжением подъёма с отрицательного значения до нуля (см. следующий рисунок)
Falling edge - Запускает операцию сброса, когда вход Reset делает одно из следующего:
Падает от положительного значения до отрицательного значения или нуля
Падает с нуля до отрицательного значения, где падение не является продолжением падения с положительного значения до нуля (см. следующий рисунок)
Either edge - Запускает операцию сброса, когда вход Reset является Rising edge или Falling edge
Non-zero sample - Запускает операцию сброса в каждый шаг расчета, когда вход сброса не равен нулю
Output filter weights - Выхода фильтраon (по умолчанию) | offВыберите параметр Output filter weights, чтобы экспортировать веса фильтров из Wts порт. Для каждой итерации блок выводит текущие обновленные веса фильтров из этого порта.
Rounding mode - Метод округленияFloor (по умолчанию) | Ceiling | Convergent | Nearest | Round | Simplest | ZeroЗадайте режим округления для операций с фиксированной точкой как один из следующих:
Floor
Ceiling
Convergent
Nearest
Round
Simplest
Zero
Для получения дополнительной информации смотрите режим округления.
Saturate on integer overflow - Метод действия переполненияКогда вы выбираете этот параметр, блок насыщает результат своей операции с фиксированной точкой. Когда вы очищаете этот параметр, блок переносит результат своей операции с фиксированной точкой. Для получения дополнительной информации о saturate и wrap, см. Режим переполнения для операций с фиксированной точкой.
Parameters - ПараметрыSame word length as first input (по умолчанию) | Specify word length | Binary point scalingВыберите, как вы задаете размер слова и длину дроби коэффициента утечки и размер шага:
Same word length as first input - Длина слова коэффициента утечки и размер шага совпадают с длиной слова первого входа в блок. В этом режиме длина дроби коэффициента утечки и размера шага автоматически устанавливается на только двоичную точку, которая обеспечивает вам лучшую точность, учитывая значение и размер слова коэффициентов.
Specify word length - Вы можете ввести размер слова коэффициента утечки и размер шага, в битах. В этом режиме длина дроби коэффициента утечки и размера шага автоматически устанавливается на только двоичную точку, которая обеспечивает вам лучшую точность, учитывая значение и размер слова коэффициентов.
Binary point scaling - Вы можете ввести размер слова и длину дроби коэффициента утечки и размер шага, в битах. Коэффициент утечки и размер шага должны иметь одинаковый размер слова, но длины дробей могут различаться.
Для Specify step size via параметр, если вы выбираете Input port, размер слова коэффициента утечки совпадает с размером слова размера шага, входа в Step-size порт. Длина фракции коэффициента утечки автоматически устанавливается на лучшую точность, основанную на размере слова коэффициента утечки.
Этот параметр видим, только если установить параметр Specify step size via равным Dialog
Weights - Длина слова и дроби весов фильтраSame as first input (по умолчанию) | Binary point scalingВыберите, как вы задаете размер слова и длину дроби весов фильтра блока:
Same as first input - размер слова и длина дроби весов фильтра совпадают с длинами первых входов блока.
Binary point scaling - Вы можете ввести размер слова и длину дроби весов фильтра, в битах.
Product and quotient - Слово и дробь длины продукта и фактораSame as first input (по умолчанию) | Binary point scalingВыберите, как вы задаете размер слова и длину дроби u 'u, W' u, , , и частный, Q. Здесь, u является вектором входа, W является вектором весов фильтра, μ является размером шага, e является ошибкой, и Q является фактором, который определяется как
Same as first input - размер слова и длина дроби этих величин совпадают с величинами первого входа в блок.
Binary point scaling - Вы можете ввести размер слова и длину дроби этих величин, в битах. Размер слова для величин должна быть одинаковой, но длины дробей могут различаться.
Accumulator - Длина слова и дроби аккумуляторовSame as first input (по умолчанию) | Binary point scalingИспользуйте этот параметр, чтобы задать, как вы хотите обозначить слово и длины дробей аккумуляторов для операций u 'u и W' u.
Примечание
Не используйте этот параметр, чтобы обозначить слово и длины дроби аккумулятора для операция. Тип данных аккумулятора для этой величины автоматически устанавливается таким же, как и тип данных продукта. Информация о минимальном, максимальном и переполнении для этого аккумулятора регистрируется как часть информации о продукте. Autoscaling рассматривает этот продукт и аккумулятор как один тип данных.
Same as first input - Эти характеристики совпадают с характеристиками входов блока.
Binary point scaling - Вы можете ввести размер слова и длину дроби аккумуляторов, в битах. Размер слова обоих аккумуляторов должна быть одинаковой, но длины дробей могут различаться.
Для рисунков, изображающих использование типа данных аккумулятора в этом блоке, смотрите Типы данных с фиксированной точкой и умножением.
Типы данных |
|
Прямое сквозное соединение |
|
Многомерные сигналы |
|
Сигналы переменного размера |
|
Обнаружение пересечения нулем |
|
[1] Хейс, M.H. Статистическая цифровая обработка сигналов и моделирование. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1996.
Сгенерированный код опирается на memcpy или memset функции (string.h) при определенные обстоятельства.
Блок LMS Filter поддерживает генерацию кода SIMD с помощью технологии Intel AVX2 в следующих условиях:
Algorithm установлено на LMS или Normalized LMS.
Входной сигнал является реальным.
Входной сигнал имеет тип данных single или double.
Технология SIMD значительно повышает эффективность сгенерированного кода.
HDL Coder™ предоставляет дополнительные опции строения, которые влияют на реализацию HDL и синтезированную логику.
По умолчанию в реализации LMS Filter используется линейная сумма для конечной импульсной характеристики секции фильтра.
LMS Filter реализует древовидное суммирование (которое имеет более короткий критический путь) при следующих условиях:
Фильтр LMS используется с реальными данными.
Тип данных Accumulator W 'u размера слова как минимум ceil(log2(filter
length)) биты шире, чем размер слова типа данных Product W 'u.
Тип данных Аккумулятор W 'u имеет ту же длину дроби, что и тип данных Продукт W' u.
| ConstrainedOutputPipeline | Количество регистров для размещения на выходах путем перемещения существующих задержек в рамках вашего проекта. Распределённая конвейеризация не перераспределяет эти регистры. Значение по умолчанию является |
| InputPipeline | Количество входных этапов конвейера для вставки в сгенерированный код. Распределённая конвейеризация и ограниченная выходная конвейеризация могут перемещать эти регистры. Значение по умолчанию является |
| OutputPipeline | Количество выходных этапов конвейера для вставки в сгенерированный код. Распределённая конвейеризация и ограниченная выходная конвейеризация могут перемещать эти регистры. Значение по умолчанию является |
Этот блок поддерживает генерацию кода для сложных сигналов.
HDL Coder не поддерживает Normalized LMS алгоритм фильтра LMS.
The Reset порт поддерживает только Boolean и unsigned входы.
The Adapt порт поддерживает только Boolean входы.
Filter length должно быть больше или равно 2.
Если вход является фиксированной точкой, он должен быть подписанным целым числом или подписанной фиксированной точкой с степенью двойки и нулевым смещением.
Типы данных с фиксированной точкой
Следующие схемы показывают типы данных, используемые в блоке LMS Filter для сигналов с фиксированной точкой. Таблица суммирует определения переменных, используемых в схемах.
| Переменная | Определение |
|---|---|
u | Входной вектор |
W | Вектор весов фильтра |
µ | Размер шага |
e | Ошибка |
Q | Частный, |
Продукт u 'u | Тип данных продукта в Энергетической схеме |
Аккумулятор u 'u | Тип данных аккумулятора в Энергетической схеме |
Продукт W 'u | Тип данных продукта в схеме свертки |
Аккумулятор W 'u | Тип данных аккумулятора в схеме свертки |
Продукт | Тип данных продукта в Продукте размера шага и схемы ошибок |
Продукт | Тип данных продукта и аккумулятора в схеме обновления веса. 1 |
1Тип данных аккумулятора для этой величины автоматически устанавливается таким же, как и тип данных продукта. Информация о минимальном, максимальном и переполнении для этого аккумулятора регистрируется как часть информации о продукте. Autoscaling рассматривает этот продукт и аккумулятор как один тип данных.
Можно задать тип данных параметров, весов, продуктов, частных и аккумуляторов в маске блока. Входы, выходы и маски с фиксированной точкой этого блока должны иметь следующие характеристики:
Входной сигнал и требуемый сигнал должны иметь одинаковый размер слова, но их длины дробей могут различаться.
Размер шага и коэффициент утечки должны иметь одинаковый размер слова, но их длины могут различаться.
Сигнал выхода и сигнал ошибки имеют тот же размер слова и ту же длину дроби, что и требуемый сигнал.
Частный и выход продукта u 'u, W' u, , и операции должны иметь тот же размер слова, но их длины дробей могут различаться.
Тип данных аккумулятора операций u 'u и W' u должен иметь одинаковый размер слова, но их длины дробей могут различаться.
Выход умножителя находится в продукт типе выходных данных, если хотя бы один из входов в умножитель действителен. Если оба входов в умножитель являются комплексными, результат умножения находится в типе данных аккумулятора. Для получения дополнительной информации смотрите Типы данных умножения.
