Алгоритм MATLAB DSP с фиксированной точкой

У меня есть вопрос о кодировании алгоритма для DSP Texas Instruments TMS320C64xx в MATLAB:

У меня есть работающая корявая реализация моего фильтра в MATLAB. Моя цель — использовать MATLAB Embedded Coder для преобразования этого алгоритма в C, который затем я могу импортировать в Code Composer Studio и загрузить в DSP.

Чтобы сделать это, я знаю, что мне нужно сделать определенные вещи с моим кодом MATLAB. Например, мне нужно заранее выделить место для матриц, чтобы он знал, какого размера их делать (если только я не хочу возиться с данными переменного размера). Все это преобразование кода MATLAB в код C'ish, чтобы кодер MATLAB мог его преобразовать, я более или менее понимаю. Однако я понятия не имею, как убедиться, что мои типы данных (например, коэффициенты моего фильтра) имеют фиксированную точку, а не с плавающей запятой, чтобы MATLAB Embedded Coder преобразовывал мой код в C, который включает только типы данных с фиксированной точкой.

Итак, я думаю, что мои общие вопросы таковы:

1) Если C64xx указан как 32-битный DSP с фиксированной точкой, это означает, что компилятор для него выдаст ошибку, если я попытаюсь использовать тип данных с плавающей запятой?

2) Есть ли способ гарантировать, что MATLAB Embedded Coder не создаст типы данных с плавающей запятой?

3) Нужно ли мне использовать MATLAB Fixed Point Toolbox?

Спасибо всем, дайте мне знать, если есть дополнительная информация, необходимая для ответа на мой вопрос.


matlab floating-point fixed-point ti-dsp
person NickHalden    schedule 13.06.2011    source источник

Ответы (2)


arrow_upward
3
arrow_downward

  1. Вы можете использовать типы данных с плавающей запятой, но, как указано в предыдущем ответе, DSP будет эмулировать числа с плавающей запятой, и выполнение будет намного медленнее. Этот тип выполнения подходит для определенных числовых операций, где а) вам нужна точность чисел с плавающей запятой, б) и/или преобразование в фиксированную точку обычно является проблемой (например, квадратные корни) или не всегда возможно, в) и/или эти операции не так часто встречается в вашей программе, чтобы загружать большую часть циклов процессора.

  2. да. В диалоговом окне настройки конфигурации MATLAB Coder на панели «Интерфейс» есть флажок «Поддерживать только чисто целые числа». Проверка этого гарантирует, что вы не получите никаких типов данных с плавающей запятой в сгенерированном коде. Однако сначала вам нужно убедиться, что вы используете в своем коде только целочисленные типы данных или типы данных с фиксированной точкой. Эта опция просто гарантирует, что не будут сгенерированы числа с плавающей запятой — она не генерирует автоматически версию кода с фиксированной точкой или целочисленную версию кода из вашего кода MATLAB с плавающей запятой.

  3. Чтобы действительно создать C-код с фиксированной запятой, вам сначала нужно преобразовать код MATLAB с плавающей запятой в код с фиксированной запятой. Вам понадобится набор инструментов Fixed-Point Toolbox, который позволит вам указать ваши переменные как объект FI и определить правила операций с фиксированной точкой, используя настройку FIMATH. Как только вы определите 16/32-битные типы данных с фиксированной запятой для всех ваших переменных и операций, вы можете смоделировать их, проанализировать результаты и выполнить итерацию по ним, чтобы настроить параметры, чтобы свести к минимуму ваши переполнения и ошибки округления. Затем вы можете сгенерировать действительно целочисленный C-код, который будет вести себя так же (или очень близко) к вашему поведению MATLAB с фиксированной точкой. Любые различия, которые вы можете увидеть между вашим кодом MATLAB с фиксированной точкой и кодом C с фиксированной точкой, будут в первую очередь связаны с различиями, внесенными вашим целевым компилятором.

Следующая ссылка на записанный веб-семинар по этой теме должна стать хорошим введением в процесс использования Fixed-Point Toolbox: http://www.mathworks.com/wbnr38838

ХТН.

person Arvind-MW    schedule 17.06.2011
comment
Большое спасибо! Есть шанс, что у вас есть точка контакта, по которой я могу связаться с вами, так как кажется, что я работаю с теми же инструментами, с которыми работаете вы? - person NickHalden; 20.06.2011
comment
@JGord, вы можете посмотреть мой профиль, чтобы увидеть мое полное имя. имя. фамилия на mathworks.com — это мой адрес электронной почты. Я работаю в MathWorks и управляю набором инструментов для работы с фиксированной точкой. Я, конечно, могу помочь вам с вашей проблемой. - person Arvind-MW; 24.06.2011

arrow_upward
3
arrow_downward

Я могу ответить только на ваш первый вопрос:

C64xx представляет собой 32-битный DSP с фиксированной точкой, но компилятор не будет жаловаться, если вы используете плавающую точку. Результирующий код будет работать нормально, но будет (намного) медленнее, потому что будут эмулироваться операции с плавающей запятой.

C64xx DSP также может выполнять 16-битную фиксированную точку и смешанную 32x16-битную фиксированную точку. Чем меньше типы данных, которые вы используете, тем быстрее будет работать результирующий код.

person Nils Pipenbrinck    schedule 13.06.2011
comment
+1. Одна придирка, хотя это правда, что он становится намного быстрее, когда вы переходите от 32-битных к 16-битным операциям, но переход от 16-битного к 8-битному не ускоряет его. - person Jim Clay; 13.06.2011
comment
Спасибо, Нильс и Джим. Почему не Джим? Кроме того, я понимаю, что вы, вероятно, не сможете ответить на этот вопрос, но есть идеи, если намного медленнее лишить возможности выполнять обработку в реальном времени? Как вы можете сказать, я действительно новичок во всей этой DSP. Раньше делал только простые 8-битные микрочипы. - person NickHalden; 13.06.2011
comment
C64xx имеет множество инструкций с фиксированной точкой, но все они принимают либо 32-битные, либо 16-битные входные данные (хотя есть исключения для особых случаев). Снижение до 8 бит, скорее всего, не даст вам больше скорости. Вместо этого компилятор выберет 16-битную инструкцию с фиксированной точкой. Выигрыш невелик, но точность потеряна. - person Nils Pipenbrinck; 14.06.2011
comment
А, понял. Я собирался просмотреть набор инструкций, но документация TI настолько обширна, что я еще не добрался до нее. Это причина, по которой ты имел в виду Джима? - person NickHalden; 14.06.2011