Product of Elements
Скопируйте или инвертируйте один скалярный вход или сверните один нескалярный вход
- Библиотека:
Simulink/Математические операции
Операции HDL-кодера/HDL с плавающей точкой
HDL-кодер/математические операции
Описание
Блок Product of Elements вводит один скаляр, вектор или матрицу. Можно использовать блок для:
Скопируйте скалярный вход без изменений
Инвертируйте скалярный вход (разделите на него 1)
Сверните вектор или матрицу к скаляру путем умножения вместе всех элементов или взятия последовательных обратных элементов
Свернуть матрицу к вектору с помощью одной из следующих опций:
Умножьте вместе элементы каждой строки или столбца
Примите последовательные инверции элементов каждой строки или столбца
Блок Product of Elements функционально является блоком Product, который имеет два предустановленных значения параметров:
Multiplication:
Element-wise(.*)Number of inputs:
*
Установка значений nondefault для любого из этих параметров может изменить блок Product of Elements, чтобы быть функционально эквивалентным блоку Product или блоку Divide.
Порты
Вход
Port_1 - Первый вход для умножения или деления
скалярный | вектор | матрица | N-D массив
Первый вход для умножения или деления, предоставленный в виде скаляра, вектора, матрицы или N-D массива.
Типы данных: half | single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | Boolean | fixed point
Port_N - N-й вход для умножения или деления
скалярный | вектор | матрица | N-D массив
N-й вход для умножения или деления, предоставленный в виде скаляра, вектора, матрицы или N-D массива.
Типы данных: half | single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | Boolean | fixed point
X - Входной сигнал для умножения
скалярный | вектор | матрица | N-D массив
Входной сигнал, который будет умножен на другие входы.
Зависимости
Чтобы включить один или несколько портов X, задайте один или несколько * символы для параметра Number of inputs.
Типы данных: half | single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | Boolean | fixed point
÷ - Входной сигнал для деления или инвертирования
скалярный | вектор | матрица | N-D массив
Входной сигнал для операций деления или инверсии.
Зависимости
Чтобы включить один или несколько портов ÷, задайте один или несколько / символы для параметра Number of inputs.
Типы данных: half | single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | Boolean | fixed point
Выход
Port_1 - Выход вычисляется умножением, делением или инвертированием входов
скалярный | вектор | матрица | N-D массив
Выход вычисляется умножением, делением или инвертированием входов.
Типы данных: half | single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | Boolean | fixed point
Параметры
Главный
Number of inputs - Управление количеством входов и типом операции
* (по умолчанию) | положительный целочисленный скаляр | * или / для каждого входного порта
Управляйте двумя свойствами блока:
Количество входа портов в блоке
Умножается ли каждый вход или делится на выход
Когда вы задаете:
1или*или/Блок имеет один входной порт. В поэлементном режиме блок обрабатывает вход, как описано для блока Product of Elements. В матричном режиме, если значение параметров
1или*блок выводит вход значение. Если значение/, вход должен быть квадратной матрицей (включая скаляр как вырожденный случай), и блок выводит обратную матрицу. Для получения дополнительной информации смотрите Element-Wise Mode и Matrix Mode.Целое число значения > 1
Блок имеет количество входов, заданных целым значением. Входы умножаются вместе в поэлементном режиме или матричном режиме, как задано параметром Умножение. Для получения дополнительной информации смотрите Element-Wise Mode и Matrix Mode.
Строка без кавычек из двух или более
*и/персонажиБлок имеет количество входов, заданных длиной вектора символов. Каждый вход, который соответствует
*символ умножается на выход. Каждый вход, который соответствует/символ разделяется на выход. Операции происходят в поэлементном режиме или матричном режиме, как задается параметром Умножение. Для получения дополнительной информации смотрите Element-Wise Mode и Matrix Mode.
Программное использование
Параметры блоков:
Inputs |
| Тип: Вектор символов |
Значения:
'2' | '*' | '**' | '*/' | '*/*' | ... |
По умолчанию:
'*' |
Multiplication - Поэлементное (. *) или Матричное (*) умножение
Element-wise(.*) (по умолчанию) | Matrix(*)
Задайте, выполняет ли блок Element-wise(.*) или Matrix(*) умножение.
Программное использование
Параметры блоков:
Multiplication |
| Тип: Вектор символов |
Значения:
'Element-wise(.*)' | 'Matrix(*)' |
По умолчанию:
'Element-wise(.*)' |
Multiply over - Все размерности или заданные измерения
All dimensions (по умолчанию) | Specified dimension
Задайте размерность для умножения как All dimensions, или Specified dimension.
Когда вы выбираете All dimensions и выберите параметр конфигурации <reservedrangesplaceholder0>, Simulink® включает алгоритмы основной строки для симуляции. Чтобы сгенерировать код основной строки, задайте параметр конфигурации <reservedrangesplaceholder1> (Simulink Coder) Row-major в дополнение к выбору Use algorithms optimized for row-major array layout. Алгоритмы основной и основной строк различаются только в порядке умножения. В некоторых случаях из-за различного порядка операции на том же наборе данных вы можете испытывать незначительные числовые различия в выходах алгоритмов column-major и row-major.
Когда вы выбираете Specified dimension, можно задать Dimension следующим 1 или 2.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Number of inputs равным * и Multiplication к Element-wise (.*).
Программное использование
Параметры блоков:
CollapseMode |
| Тип: Вектор символов |
Значения:
'All dimensions' | 'Specified dimension' |
По умолчанию:
'All dimensions' |
Dimension - Размерность для умножения
1 (по умолчанию) | 2 | ... | N
Задайте величину для умножения как целое число, меньше или равное количеству размерностей входного сигнала.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите:
Number of inputs с
*Multiplication с
Element-wise (.*)Multiply over с
Specified dimension
Программное использование
Параметры блоков: CollapseDim |
| Тип: Вектор символов |
Значения:
'1' | '2' | ... |
По умолчанию: '1' |
Sample time - Задайте время расчета как значение, отличное от -1
-1 (по умолчанию) | скалярный вектор |
Задайте шаг расчета как значение, отличное от -1. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Задание шага расчета».
Зависимости
Этот параметр не отображается, если он явно не установлен на значение, отличное от -1. Для получения дополнительной информации смотрите Блоки, для которых шаг расчета не рекомендован.
Программное использование
Параметры блоков:
SampleTime |
| Тип: Вектор символов |
| Значения: скаляр или вектор |
По умолчанию:
'-1' |
Атрибуты сигнала
Require all inputs to have the same data type - Требовать, чтобы все входы имели совпадающий тип данных
off (по умолчанию) | on
Укажите, все ли входные сигналы должны иметь совпадающий тип данных. Если вы активируете этот параметр, то ошибка возникает во время симуляции, если типы входного сигнала другие.
Программное использование
Параметры блоков:
InputSameDT |
| Тип: Вектор символов |
Значения:
'off' | 'on' |
По умолчанию:
'off' |
Output minimum - Минимальное выходное значение для проверки области значений
[] (по умолчанию) | скаляром
Более низкое значение выходной области значений, который Simulink проверяет.
Simulink использует минимум для выполнения:
Проверка области значений параметров (см. «Задание минимальных и максимальных значений для параметров блоков») для некоторых блоков.
Проверка области значений симуляции (см. «Задание диапазонов сигнала» и «Включение проверки области значений симуляции»).
Автоматическое масштабирование типов данных с фиксированной точкой.
Оптимизация кода, который вы генерируете из модели. Эта оптимизация может удалить алгоритмический код и повлиять на результаты некоторых режимов симуляции, таких как SIL или режим external mode. Для получения дополнительной информации смотрите Оптимизировать используя указанные минимальное и максимальное значения (Embedded Coder).
Примечание
Output minimum не насыщает или не зажимает фактический выходной сигнал. Вместо этого используйте блок Saturation.
Программное использование
Параметры блоков: OutMin |
| Тип: Вектор символов |
Значения: '[ ]'| скаляр |
По умолчанию: '[ ]' |
Output maximum - Максимальное выходное значение для проверки области значений
[] (по умолчанию) | скаляром
Верхнее значение выходной области значений, который Simulink проверяет.
Simulink использует максимальное значение для выполнения:
Проверка области значений параметров (см. «Задание минимальных и максимальных значений для параметров блоков») для некоторых блоков.
Проверка области значений симуляции (см. «Задание диапазонов сигнала» и «Включение проверки области значений симуляции»).
Автоматическое масштабирование типов данных с фиксированной точкой.
Оптимизация кода, который вы генерируете из модели. Эта оптимизация может удалить алгоритмический код и повлиять на результаты некоторых режимов симуляции, таких как SIL или режим external mode. Для получения дополнительной информации смотрите Оптимизировать используя указанные минимальное и максимальное значения (Embedded Coder).
Примечание
Output maximum не насыщает или не зажимает фактический выходной сигнал. Вместо этого используйте блок Saturation.
Программное использование
Параметры блоков: OutMax |
| Тип: Вектор символов |
Значения: '[ ]'| скаляр |
По умолчанию: '[ ]' |
Output data type - Задайте тип выходных данных
Inherit: Inherit via internal rule (по умолчанию) | Inherit: Inherit via back propagation | Inherit: Same as first input | double | single | int8 | uint8 | int16 | uint16 | int32 | uint32 | int64 | uint64 | fixdt(1,16) | fixdt(1,16,0) | fixdt(1,16,2^0,0) | <data type expression>
Выберите тип данных для выхода. Тип может быть унаследован, задан непосредственно или выражен как объект типа данных, такой как Simulink.NumericType. Для получения дополнительной информации см. «Типы данных сигналов управления».
Когда вы выбираете унаследованную опцию, блок ведет себя следующим образом:
Inherit: Inherit via internal rule- Simulink выбирает тип данных, чтобы сбалансировать числовую точность, эффективность и размер сгенерированного кода, принимая во внимание свойства встроенного целевого оборудования. Если вы измените настройки целевого процессора, тип данных, выбранный внутренним правилом, может измениться. Для примера, если блок умножает вход типаint8усилениемint16иASIC/FPGAзадается как тип целевого оборудования, тип выходных данныхsfix24. ЕслиUnspecified (assume 32-bit Generic)другими словами, типовой 32-разрядный микропроцессор, задается как целевой компьютер, тип выходных данныхint32. Если ни одна из размеров слова, обеспечиваемых целевым микропроцессором, не может включать выходную область значений, программное обеспечение Simulink отображает ошибку в Diagnostic Viewer.Не всегда программное обеспечение может оптимизировать эффективность кода и числовую точность одновременно. Если внутреннее правило не соответствует вашим конкретным потребностям в числовой точности или эффективности, используйте одну из следующих опций:
Явным образом задайте тип выходных данных.
Используйте простой выбор
Inherit: Same as input.Явным образом задайте тип данных по умолчанию, такой как
fixdt(1,32,16)а затем используйте Fixed-Point Tool, чтобы предложить типы данных для вашей модели. Для получения дополнительной информации см.fxptdlg(Fixed-Point Designer).Чтобы задать свое собственное правило наследования, используйте
Inherit: Inherit via back propagationа затем используйте блок Data Type Propagation. Примеры использования этого блока доступны в библиотеке Signal Attributes Data Type Propagation Examples блоке.
Inherit: Inherit via back propagation- Используйте тип данных ведущего блока.Inherit: Same as first input- Используйте тип данных первого входного сигнала.
Зависимости
Когда вход является типом данных с плавающей точкой, меньшим, чем одинарная точность, Inherit: Inherit via internal rule тип выходных данных зависит от параметра Inherit с плавающей точкой выходного типа, меньшего, чем параметр конфигурации с одной точностью. Типы данных меньше одной точности, когда количество бит, необходимых для кодирования типа данных, меньше 32 битов, необходимых для кодирования типа данных с одной точностью. Для примера, half и int16 меньше, чем одинарная точность.
Программное использование
Параметры блоков: OutDataTypeStr |
| Тип: Вектор символов |
Значения: 'Inherit: Inherit via internal rule | 'Inherit: Same as first input' | 'Inherit: Inherit via back propagation' | 'double' | 'single' | 'int8' | 'uint8' | 'int16' | 'uint16' | 'int32' | 'uint32' | 'int64' | 'uint64' | 'fixdt(1,16)' | 'fixdt(1,16,0)' | 'fixdt(1,16,2^0,0)' | '<data type expression>' |
По умолчанию: 'Inherit: Inherit via internal rule' |
Lock output data type setting against changes by the fixed-point tools - Предотвратите переопределение типа выходных данных инструментами с фиксированной точкой
off (по умолчанию) | on
Выберите этот параметр, чтобы предотвратить переопределение инструментами с фиксированной точкой типа данных Output, заданного на блоке. Для получения дополнительной информации смотрите Использование настройки типа выходных данных блокировки (Fixed-Point Designer).
Программное использование
Параметры блоков:
LockScale |
| Тип: Вектор символов |
Значения:
'off' | 'on' |
По умолчанию:
'off' |
Integer rounding mode - Режим округления для операций с фиксированной точкой
Floor (по умолчанию) | Ceiling | Convergent | Nearest | Round | Simplest | Zero
Выберите режим округления для операций с фиксированной точкой. Можно выбрать:
CeilingОкруглает положительные и отрицательные числа к положительной бесконечности. Эквивалентно MATLAB®
ceilфункция.ConvergentОкруглить число до ближайшего представимого значения. Если происходит связывание, округляет до ближайшего четного целого числа. Эквивалентно Fixed-Point Designer™
convergentфункция.FloorОкруглает положительные и отрицательные числа к отрицательной бесконечности. Эквивалентно MATLAB
floorфункция.NearestОкруглить число до ближайшего представимого значения. Если происходит галстук, округляет к положительной бесконечности. Эквивалентен Fixed-Point Designer
nearestфункция.RoundОкруглить число до ближайшего представимого значения. Если происходит связывание, округляет положительные числа к положительной бесконечности и округляет отрицательные числа к отрицательной бесконечности. Эквивалентен Fixed-Point Designer
roundфункция.SimplestВыбирает между округлением к полу и округлением к нулю, чтобы сгенерировать код округления, который максимально эффективен.
ZeroЧисло округлений к нулю. Эквивалентно MATLAB
fixфункция.
Для получения дополнительной информации см. раздел Округление (Fixed-Point Designer).
Параметры блоков всегда округлятся до ближайшего представимого значения. Чтобы контролировать округление параметров блоков, введите выражение с помощью функции округления MATLAB в поле маски.
Программное использование
Параметры блоков:
RndMeth |
| Тип: Вектор символов |
Значения:
'Ceiling' | 'Convergent' | 'Floor' | 'Nearest' | 'Round' | 'Simplest' | 'Zero' |
По умолчанию:
'Floor' |
Saturate on integer overflow - Метод действия переполнения
off (по умолчанию) | on
Укажите, будут ли переполнения насыщаться или переноситься.
| Действие | Объяснение | Влияние на переливы | Пример |
|---|---|---|---|
|
Установите этот флажок ( |
Ваша модель имеет возможное переполнение, и вы хотите явную защиту от насыщения в сгенерированном коде. |
Переполнения достигает минимального или максимального значения, которое может представлять тип данных. |
Максимальное значение, которое |
|
Не устанавливайте этот флажок ( |
Вы хотите оптимизировать эффективность вашего сгенерированного кода. Вы хотите избежать переопределения того, как блок обрабатывает сигналы вне области допустимого. Для получения дополнительной информации смотрите Поиск и устранение ошибок диапазона сигнала. |
Переполнения переходят к соответствующему значению, которое представимо типом данных. |
Максимальное значение, которое |
Когда вы устанавливаете этот флажок, насыщение применяется к каждой внутренней операции на блоке, а не только к выходу или результату. Обычно процесс генерации кода может обнаружить, когда переполнение невозможно. В этом случае генератор кода не производит код насыщения.
Программное использование
Параметры блоков: SaturateOnIntegerOverflow |
| Тип: Вектор символов |
Значения:
'off' | 'on' |
По умолчанию: 'off' |
Характеристики блоков
Типы данных |
|
Прямое сквозное соединение |
|
Многомерные сигналы |
|
Сигналы переменного размера |
|
Обнаружение пересечения нулем |
|
Алгоритмы
Блок Product of Elements использует эти алгоритмы, чтобы выполнить поэлементные операции на входах с плавающей точкой, встроенном целом и фиксированные точки.
| Вход | Поэлементная операция | Алгоритм |
|---|---|---|
Реальный скаляр, | Умножение | y = u |
| Деление | y = 1/u | |
Вектор действительных чисел или матрица с элементами | Умножение | y = u1*u2*u3*...*uN |
| Деление | y = ((((1/u1)/u2)/u3).../uN) | |
Комплексный скаляр, | Умножение | y = u |
| Деление | y = 1/u | |
Комплексный вектор или матрица с элементами | Умножение | y = u1*u2*u3*...*uN |
| Деление | y = ((((1/u1)/u2)/u3).../uN) |
Если заданное измерение для поэлементного умножения или деления является строкой или столбцом матрицы, алгоритм применяется к этой строке или столбцу. Рассмотрим эту модель.
Блок верхней части Product of Elements сворачивает входной параметр матрицы в скаляр, принимая последовательные обратные из четырех элементов:
y = ((((1/2+i)/3)/4-i)/5)
Нижний Product of Elements блок сворачивает матричный вход в вектор, принимая последовательные обратные изменения по второму измерению:
y(1) = ((1/2+i)/3)y(2) = ((1/4-i)/5)
Расширенные возможности
Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®
.Генерация HDL-кода
Сгенерируйте Verilog и VHDL код для FPGA и ASIC проектов с использованием HDL- Coder™.
HDL Coder™ предоставляет дополнительные опции строения, которые влияют на реализацию HDL и синтезированную логику.
HDL Coder поддерживает Tree и Cascade архитектуры для блоков Product или Product of Elements, которые имеют один векторный вход с несколькими элементами.
Этот блок имеет многоциклические реализации, которые вводят дополнительную задержку в сгенерированный код. Чтобы увидеть добавленную задержку, просмотрите сгенерированную модель или модель валидации. См. Сгенерированную модель и модель валидации (HDL Coder).
| Архитектура | Дополнительные циклы задержки | Описание |
|---|---|---|
Linear (по умолчанию) | 0 | Генерирует линейную цепь сумматоров для вычисления суммы продуктов. |
Tree | 0 | Генерирует древовидную структуру сумматоров для вычисления суммы продуктов. |
Cascade | 1, когда блок имеет один векторный входной порт. | Эта реализация оптимизирует область latency * и быстрее, чем См. Cascade Architecture Best Practices (HDL Coder). |
Примечание
Блок Product of Element не поддерживает генерацию HDL-кода с double типы данных в Native Floating Point режим.
Если вы используете блок в режиме матричного умножения, можно задать DotProductStrategy. Эта настройка определяет, хотите ли вы реализовать матричное умножение с помощью дерева сумматоров и умножителей или использовать реализацию блока Multiply-Accumulate. Значение по умолчанию является Fully Parallel.
Примечание
Для DotProductStrategy должно быть задано значение Fully Parallel когда вы используете Native Floating Point режим.
Для получения дополнительной информации см. DotProductStrategy (HDL Coder).
Смотрите также факторы по проекту матриц и векторов (HDL Coder).
| Общая информация | |
|---|---|
| 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 |
| DSPStyle | Атрибуты синтеза для отображения множителей. 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 |
| Собственная переменная с плавающей точкой | |
|---|---|
| HandleDenormals | Укажите, хотите ли вы, чтобы HDL Coder вставил дополнительную логику для обработки денормальных чисел в ваш проект. Денормальные числа являются числами, которые имеют величины меньше, чем наименьшее число с плавающей запятой, которое может быть представлено без ведущих нулей в мантиссе. Значение по умолчанию является |
| LatencyStrategy | Задайте, сопоставлять ли блоки в вашем проекте |
| NFPCustomLatency | Чтобы задать значение, установите LatencyStrategy равным |
| MantissaMultiplyStrategy | Задайте, как реализовать операцию умножения мантиссы во время генерации кода. При помощи различных настроек можно управлять использованием DSP на целевом устройстве FPGA. Значение по умолчанию является |
Реализация по умолчанию (линейная) поддерживает комплексные данные.
Комплексное деление не поддерживается. Для реализации блоков Product блока в режиме деления или обратном режиме, смотрите Генерацию HDL-кода о блоке Divide страницы с описанием.
Генерация кода ПЛК
Сгенерируйте структурированный текстовый код с помощью Coder™ Simulink ® PLC
.Преобразование с фиксированной точкой
Разрабатывайте и моделируйте системы с фиксированной точкой с помощью Fixed-Point Designer™.
См. также
Divide | Dot Product | Product