Концепции на основе выборок и систем координат
Выборки и кадре
Основанные на дискретизации сигналы являются самым базовым типом сигнала и являются самыми легкими для построения из реального (физического) сигнала. Можно создать сигнал на основе дискретизации путем дискретизации физического сигнала с заданной частотой дискретизации и вывода каждой отдельной выборки, когда она получена. В целом большинство цифроаналоговых преобразователей выводят основанные на дискретизации сигналы.
Можно создать основанные на кадрах сигналы из основанных на дискретизации сигналов. Когда вы буферизуете пакет < reservedrangesplaceholder2 > выборок, вы создаете систему координат данных. Затем можно вывести последовательные системы координат данных со скоростью, которая в 1/ N раза превышает частоту дискретизации исходного основанного на дискретизации сигнала. Скорость, с которой вы выводите системы координат данных, также известна как frame rate сигнала.
Данные на основе фреймов являются общим форматом в системах реального времени. Оборудование сбора данных часто работают путем накопления большого количества выборок сигналов с высокой скоростью. Затем оборудование распространяет эти выборки в систему реального времени как блок данных. Это максимизирует эффективность системы путем распределения накладных расходов фиксированного процесса по многим выборкам. Более быстрый сбор данных приостанавливается более медленными процессами прерывания после того, как каждая система координат получена, а не после каждой отдельной выборки. Для получения дополнительной информации смотрите Преимущества обработки на основе фрейма.
| DSP System Toolbox™ исходными блоками | Создайте основанные на дискретизации сигналы | Создайте основанные на кадрах сигналы |
|---|---|---|
| Chirp | X | X |
| Constant (Simulink) | X | X |
| Colored Noise | X | X |
| Discrete Impulse | X | X |
| From Multimedia File | X | X |
| Identity Matrix | X | |
| Multiphase Clock | X | X |
| N-Sample Enable | X | X |
| Random Source | X | |
| Signal From Workspace | X | X |
| Sine Wave | X | X |
| UDP Receive | X |
Моделируйте сигналы, основанные на выборке и кадрах, в MATLAB и Simulink
Когда вы обрабатываете сигналы с помощью программного обеспечения DSP System Toolbox, вы можете сделать эту выборку - или основанным на кадрах способом. Когда вы работаете с блоками в Simulink®можно задать, на основе блоков, какой тип обработки выполняет блок. В большинстве случаев вы задаете режим обработки, задавая параметр Input processing. Когда вы используете Системные объекты в MATLAB®Доступна только обработка на основе фрейма. В следующей таблице показаны общие настройки параметров, которые можно использовать для выполнения обработки на основе выборок и фреймов в MATLAB и Simulink.
| Выборка на основе обработки | Обработка на основе фрейма | |
|---|---|---|
| Simulink - Блоки | Input processing = Elements as channels (sample based) | Input processing = Columns as channels (frame based) |
Что такое обработка на основе образцов?
При обработке на основе выборки блоки обрабатывают сигналы по одной выборке за раз. Каждый элемент входного сигнала представляет одну выборку в отдельном канале. Для примера с точки зрения обработки на основе выборки следующая матрица 3 на 2 содержит первую выборку в каждом из шести независимых каналов.
Когда вы конфигурируете блок, чтобы выполнить основанную на выборке обработку, блок интерпретирует скалярный вход как одноканальный сигнал. Точно так же блок интерпретирует M -by - N матрицу как многоканальный сигнал с M * N независимыми каналами. Для примера при обработке на основе выборки блоки интерпретируют следующую последовательность матриц 3 на 2 как шестиканальный сигнал.
Для получения дополнительной информации о последних изменениях в обработке на основе фреймов смотрите раздел «Изменения обработки на основе фреймовв Информациях о релизах DSP System Toolbox.
Что такое обработка на основе фрейма?
При обработке на основе фреймов блоки обрабатывают данные по одной системе координат за раз. Каждая система координат данных содержит последовательные выборки из независимого канала. Каждый канал представлен столбцом входного сигнала. Для примера с точки зрения обработки на основе фрейма следующая матрица 3 на 2 имеет два канала, каждый из которых содержит три выборки.
Когда вы конфигурируете блок для выполнения кадровой обработки, блок интерпретирует вектор M-на-1 как одноканальный сигнал, содержащий M выборок на систему координат. Точно так же блок интерпретирует M -by - N матрицу как многоканальный сигнал с N независимыми каналами и M выборками на канал. Для примера при кадровой обработке блоки интерпретируют следующую последовательность матриц 3 на 2 как двухканальный сигнал с форматом кадра 3.
Использование кадровой обработки выгодно для многих приложений обработки сигналов, потому что вы можете обрабатывать несколько выборок сразу. Буферизуя свои данные в системы координат и обрабатывая мультисамповые системы координат данных, вы часто можете улучшить вычислительное время алгоритмов обработки сигналов. Для выполнения обработки на основе фрейма необходимо иметь лицензию DSP System Toolbox.
Для получения дополнительной информации о последних изменениях в обработке на основе фреймов смотрите раздел «Изменения обработки на основе фреймовв Информациях о релизах DSP System Toolbox.
Преимущества обработки на основе фрейма
Основанная на кадрах обработка является установленным методом ускорения как систем в реальном времени, так и симуляций модели.
Ускорение работы систем в реальном времени. Данные на основе фреймов являются общим форматом в системах реального времени. Оборудование сбора данных часто работают, накапливая большое количество выборок сигналов с высокой скоростью и затем распространяя эти выборки в систему реального времени как блок данных. Этот тип распространения максимизирует эффективность системы путем распределения накладных расходов фиксированного процесса по многим выборкам; более быстрый сбор данных приостановлен более медленными процессами прерывания после того, как каждая система координат получена, а не после того, как каждая отдельная выборка получена.
Следующий рисунок иллюстрирует, как основанная на кадрах обработка увеличивает пропускную способность. Каждый из тонких блоков представляет время, прошедшее во время захвата выборки. Более толстые блоки каждый представляют время, прошедшее во время стандартной программы обработки прерывания (ISR), которая считывает данные с оборудования.
В этом примере операция, основанная на кадре, получает систему координат из 16 выборок между каждым ISR. Таким образом, основанная на кадрах пропускная способность во много раз выше, чем альтернатива, основанная на выборке.
Следует иметь в виду, что обработка на основе фрейма вводит определенное количество задержек в процесс из-за присущей задержки в буферизации начальной системы координат. Однако во многих образцах можно выбрать форматы кадра, которые улучшают пропускную способность, не создавая недопустимых задержек. Для получения дополнительной информации см. «Задержка и задержка».
Ускорите Симуляции модели. Симуляция вашей модели также выигрывает от обработки на основе фрейма. В этом случае вы уменьшаете накладные расходы на связь между блоками путем распространения систем координат данных, а не отдельных выборок.