В этом примере показано, как анализировать и сравнить различные реализации алгоритма Simulink® на основе количества арифметических операций. Используйте socModelAnalyzer SoC Blockset функция, чтобы сгенерировать отчеты, которые показывают количество операторов для различных реализаций КИХ-Фильтра с помощью статического и выполнения во время выполнения.
Эта задача проекта оценивает две реализации КИХ-фильтра и сравнивает затраты на внедрение. Этот пример использует количество операторов как способ измерить стоимость внедрения.
Чтобы соответствовать системным требованиям, таким как скорость, задержка и аппаратные ресурсы, рассматривают и сравнивают несколько реализаций алгоритма. Количество арифметических операторов, используемых в реализации, может помочь вам идентифицировать использование ресурсов и выделение.
Ручной анализ и вычисление количества арифметических операторов могут быть утомительными, подверженными ошибкам, и трудоемкими. Ручные вычисления могут быть неточными для алгоритма, включающего ветвь, цикл, или рекурсия создает и может быть невозможна вычислить, если путь к выполнению зависит от входных данных или случайных факторов (например, алгоритм сходимости).
soc_analyze_FIR_tb модель реализует низкую передачу, цифровой КИХ просачивается два пути. Подсистема Symmetric_FIR использует симметрию в коэффициентах, чтобы оптимизировать ресурсы. Подсистема Transposed_FIR использует структуру фильтра, приспособленную к более высокой скорости операции. Модель использует входной сигнал щебета в качестве входного стимула и блока FIR_ref (Discrete FIR Filter) как ссылка для проверки числовой правильности реализаций.
Откройте soc_analyze_FIR_tb модель в Simulink и исследует структуру модели.
open_system('soc_analyze_FIR_tb');
Чтобы спроектировать низкого КИХ передачи фильтруют, мы используем filterDesigner (DSP System Toolbox) приложение, чтобы сгенерировать коэффициенты для 8-го КИХ-фильтра порядка. КИХ-фильтр имеет частоту среза 0,25 (нормированный) и неравномерность в полосе пропускания и затухание полосы задерживания 1 дБ и 60 дБ, соответственно. Наборы модели эти коэффициенты с помощью модели инициализируют коллбэк.
Симулируйте модель, чтобы подтвердить функциональность обеих реализаций против ссылочного блока FIR. Ответы реализаций фильтра совпадают со ссылкой.
sim('soc_analyze_FIR_tb');
Используйте socModelAnalyzer функция, чтобы сгенерировать отчеты для количества арифметических операторов в каждой реализации и сравнить реализации. Отчеты сгенерированы с помощью выполнения во время выполнения модели.
Симметричный КИХ-фильтр:
Чтобы оценить количество операторов для Симметричной КИХ-реализации фильтра, используйте socModelAnalyzer функция. Задайте имя подсистемы для IncludeBlockPath аргумент пары "имя-значение" функции. Установите выходную папку задавать, где сгенерировать отчеты. Введите эту команду в командной строке MATLAB.
socModelAnalyzer('soc_analyze_FIR_tb.slx','Folder','report_sym','IncludeBlockPath',... 'soc_analyze_FIR_tb/Symmetric_FIR');
Generating operators analysis report for /tmp/BR2021bd_1724986_80669/publish_examples0/tp57d69abc/ex82446029/soc_analyze_FIR_tb.slx ...
Saving report files in /tmp/BR2021bd_1724986_80669/publish_examples0/tp57d69abc/ex82446029/report_sym.
Operator estimate: <a href="matlab: socAlgorithmAnalyzerReport('/tmp/BR2021bd_1724986_80669/publish_examples0/tp57d69abc/ex82446029/report_sym/soc_analyze_FIR_tb.mat')">Open report viewer</a>
Done.
Откройте отчет путем щелчка по Открытой ссылке средства просмотра отчета на консоли MATLAB. В качестве альтернативы можно использовать socAlgorithmAnalyzerReportreport_sym папка как MAT-файл (soc_analyze_FIR_tb.mat) и файл Excel® (soc_analyze_FIR_tb.xlsx).
По умолчанию отчет открывается представлением оператора. Средство просмотра открывает совокупное представление каждого оператора и типа данных. Например, Симметричный КИХ-фильтр содержит в общей сложности 8 ADD(+) операторы типа данных double и 5 MUL(*) операторы типа данных double выполняемый 10,001 раз каждый. (Длительность симуляции модели составляет 10 с, и базовая ставка составляет 10 мс. Это производит 10 000 циклов симуляции плюс 1 для инициализации.), Чтобы получить подробный отчет для каждого оператора, расширьте тот оператор. Отчет показывает количество оператора, как используется в различных блоках. Проследите оператор путем нажатия на одну из ссылок в последнем столбце отчета подсветить местоположение оператора в soc_analyze_FIR_tb модель.
Транспонированный КИХ-фильтр
Чтобы оценить количество операторов для Транспонированной КИХ-реализации фильтра, используйте socModelAnalyzer функция. Задайте 'soc_analyze_FIR_tb/Transposed_FIR' для 'IncludeBlockPath' аргумент пары "имя-значение" функции. Установите выходную папку для сгенерированных отчетов к report_trans. Введите эту команду в командной строке MATLAB.
socModelAnalyzer('soc_analyze_FIR_tb.slx','Folder','report_trans','IncludeBlockPath',... 'soc_analyze_FIR_tb/Transposed_FIR');
Generating operators analysis report for /tmp/BR2021bd_1724986_80669/publish_examples0/tp57d69abc/ex82446029/soc_analyze_FIR_tb.slx ...
Saving report files in /tmp/BR2021bd_1724986_80669/publish_examples0/tp57d69abc/ex82446029/report_trans.
Operator estimate: <a href="matlab: socAlgorithmAnalyzerReport('/tmp/BR2021bd_1724986_80669/publish_examples0/tp57d69abc/ex82446029/report_trans/soc_analyze_FIR_tb.mat')">Open report viewer</a>
Done.
Откройте отчет для Транспонированного КИХ-фильтра путем щелчка по Открытой ссылке средства просмотра отчета на консоли MATLAB.
Для Транспонированного КИХ-фильтра отчет показывает предполагаемое количество 8 сложений типа данных double и 9 умножения типа данных double (каждый оператор выполнился 10,001 раз).
Сравнение симметричных и транспонированных реализаций
Сравните симметричные и транспонированные КИХ-отчеты фильтра, сгенерированные при помощи socModelAnalyzer функция. Симметричный КИХ-фильтр использует меньше операторов умножения (9), чем Транспонированный КИХ-фильтр (5). Они оба используют то же количество, добавляют операторы (8).
Вы использовали socModelAnalyzer функционируйте, чтобы оценить и анализировать количество арифметических операторов в двух КИХ-реализациях фильтра. Вы сгенерировали отчеты оператора и для Симметричных и для Транспонированных КИХ-фильтров. Вы выдержали сравнение, количество умножают и добавляют операторы для двух реализаций.
Можно использовать socModelAnalyzer функция для анализа количества операторов в алгоритме Simulink.