MATLAB/Simulink 助力下一代信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2011-02-16
作者:王 偉
來(lái)源:來(lái)源:電子技術(shù)應(yīng)用2010年第12期
作為世界領(lǐng)先的科學(xué)計(jì)算和基于模型設(shè)計(jì)軟件的開(kāi)發(fā)者和提供商,,MathWorks公司致力于擴(kuò)展科學(xué)與工程的應(yīng)用范圍并提高效率,。其經(jīng)典產(chǎn)品家族MATLAB和Simulink廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,尤其是在通信信號(hào)處理方面,,MATLAB和Simulink軟件為系統(tǒng)架構(gòu)師,、算法設(shè)計(jì)工程師和嵌入式軟硬件工程師提供了一套全面的工具,幫助他們應(yīng)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期不斷縮短,、復(fù)雜性不斷增加所帶來(lái)的挑戰(zhàn),。
當(dāng)前,多域信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者能夠應(yīng)對(duì)算法密集型無(wú)線應(yīng)用和多媒體應(yīng)用,,而且掌握不同領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)的工程師能夠跨領(lǐng)域協(xié)同合作,。針對(duì)這些難點(diǎn),MathWorks為進(jìn)一步提升信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的工作效率,,在MATLAB和Simulink平臺(tái)推出三個(gè)方面的最新創(chuàng)新,。
對(duì)于系統(tǒng)級(jí)算法設(shè)計(jì),為系統(tǒng)級(jí)RF建模引入了SimRF,,為流數(shù)據(jù)處理提供了全新的MATLAB算法,。
對(duì)于FPGA設(shè)計(jì),Simulink HDL Coder為更快速的設(shè)計(jì)迭代引入了工作流自動(dòng)化,,并采用一系列的技術(shù)來(lái)優(yōu)化自動(dòng)生成的HDL代碼,。
對(duì)于嵌入式系統(tǒng),為在MATLAB,、Simulink中自動(dòng)生成的C代碼提供了面向嵌入式Linux操作系統(tǒng)的接口,、Eclipse IDE、ARM處理器和SystemC TLM 2.0的虛擬組件,。
MathWorks高級(jí)策略師Ken Kar-
nofsky說(shuō):“無(wú)線,、傳感處理和流媒體是當(dāng)今嵌入式系統(tǒng)不可或缺的部分,,工程師需要能夠進(jìn)行數(shù)字、模擬和軟件組件協(xié)同仿真的工具,。MATLAB和Simulink面向信號(hào)處理系統(tǒng)的新功能使設(shè)計(jì)流程中的關(guān)鍵任務(wù)一體化和自動(dòng)化成為可能,。這是加速IP開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證以及工程團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作的一大進(jìn)步,。”
系統(tǒng)和算法設(shè)計(jì)
MATLAB/Simulink新增的系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具有RF建模(SimRF)和支持流算法設(shè)計(jì)的新功能(System對(duì)象),。
SimRF為Simulink環(huán)境帶來(lái)了電路包絡(luò)和諧波平衡仿真技術(shù),并為射頻系統(tǒng)架構(gòu)建模提供了大量的組件庫(kù),。從而使得通信系統(tǒng)架構(gòu)師可以在開(kāi)發(fā)的早期階段執(zhí)行全面仿真,,使用數(shù)字基帶、模擬基帶和射頻子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),、優(yōu)化和驗(yàn)證無(wú)線系統(tǒng),。SimRF包含RF Blockset的全部功能。憑借常規(guī)的射頻子系統(tǒng)建模,、高級(jí)電路包絡(luò)和諧波平衡分析方法,,新的 SimRF 產(chǎn)品使系統(tǒng)架構(gòu)師可以使用 Simulink來(lái)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證完整的無(wú)線通信系統(tǒng)。
此外,,Signal Processing Blockset,、Communications Blockset和Video and Image Processing Blockset添加了超過(guò)250種新的用于處理流數(shù)據(jù)MATLAB算法,可有效處理MATLAB中的音頻,、視頻和其他流數(shù)據(jù),。生成的MATLAB程序還可以直接用于 Simulink模型,進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),、仿真和分析,。這些算法以System Objects形式存在,即一種新的便于操作和支持復(fù)用的MATLAB對(duì)象,。
使用System對(duì)象后,,不僅擺脫了MATLAB中大數(shù)據(jù)處理內(nèi)存占用大、文件大小受限等問(wèn)題,,而且從真正意義上實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)流數(shù)據(jù)處理,。
FPGA設(shè)計(jì)流程
新增功能中對(duì)原有Simulink HDL Coder進(jìn)行了一些重要更新,為自動(dòng) HDL代碼生成添加了關(guān)鍵路徑分析和面積-速度優(yōu)化功能,,以及輔助實(shí)現(xiàn)FPGA全新的Workflow Advisor,。
Simulink HDL Coder能夠從Simu-
link模型自動(dòng)生成可綜合的VHDL和Verilog代碼。通過(guò)在模型中突出顯示關(guān)鍵路徑和估算硬件資源利用率,,Simulink HDL Coder 2.0可以支持快速的設(shè)計(jì)迭代,。此外還支持序列化、資源共享和流水線操作等結(jié)構(gòu)優(yōu)化。FPGA Workflow Advisor可以輔助引導(dǎo)用戶針對(duì)Xilinx和Altera的FPGA和集成開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)的項(xiàng)目生成和優(yōu)化,。
嵌入式C代碼生成
MathWorks C代碼生成工具借助GNU編譯器工具鏈支持Eclipse集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE),、嵌入式Linux和ARM Cortex-A8處理器下自動(dòng)化目標(biāo)定位、實(shí)時(shí)性能分析和C代碼驗(yàn)證,,利用從MATLAB和Simulink模型自動(dòng)生成的C代碼,。工程師可以在Eclipse中實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目創(chuàng)建的自動(dòng)化,以及在Linux上部署實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng),,從而有效縮短驗(yàn)證時(shí)間,,提高設(shè)計(jì)的可靠性和系統(tǒng)魯棒性。EDA Simulator Link則為生成SystemC TLM-2.0組件提供支持,,以供在虛擬平臺(tái)環(huán)境中進(jìn)行驗(yàn)證,。
此次MathWorks在MATLAB和Simulink平臺(tái)所作的創(chuàng)新必將進(jìn)一步提升信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的工作效率,助其應(yīng)對(duì)下一代信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),。