CIC抽取HDL优化

采用级联积分器梳状滤波器的抽取信号优化HDL代码生成

库:
DSP系统工具箱HDL支持/过滤万博1manbetx

描述

的CIC抽取HDL优化块通过使用级联积分梳(CIC)抽取滤波器对输入信号进行抽取。CIC滤波器是由梳状滤波器和积分器组成的一类线性相位FIR滤波器。CIC抽取滤波器结构包括N级联积分器的部分，速率变化系数为R和N级联梳状滤波器部分。有关CIC抽取滤波器的更多信息，请参阅算法．

该块支持固定和可变抽万博1manbetx取率。它提供了适合HDL代码生成和硬件部署的体系结构。

港口

输入

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`数据`——输入数据
标量

输入数据，指定为有符号整数或有符号固定点，字长小于或等于32。

数据类型：int8|int16|int32|定点
复数的支持:万博1manbetx对

`有效的`—显示有效的输入数据
布尔标量

有效输入数据的指示，指定为布尔标量。

该端口是一个控制信号，指示输入数据是否有效。当这个值为1，块从数据输入端口。当此值为0，则块将忽略数据输入端口。

数据类型：布尔值

`决策因素`-可变抽取率
`2`(默认)|标量从2到2048

使用此端口可在运行时动态指定可变抽取率。

此值必须是数据类型ufix12从2到大量毁灭因素(右)参数值。

依赖关系

要启用该端口，请选择可变抽取参数

数据类型：fixdt (0 12 0)

`重置`-清除内部状态
布尔标量

清除指定为布尔标量的内部状态。

当这个值为1，块停止当前计算并清除所有内部状态。当此值为0以及输入有效的是1，则块开始新的筛选操作。

依赖关系

要启用该端口，请选择启用重置输入端口参数

数据类型：布尔值

输出

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`数据`- CIC大量抽取输出数据
标量

CIC抽取输出数据，作为标量返回。

可以通过设置输出数据类型参数

数据类型：int8|int16|int32|定点
复数的支持:万博1manbetx对

`有效的`—显示有效的输出数据
布尔标量

有效输入数据的指示，作为布尔标量返回。

此端口是一个控制信号，指示来自数据输出端口有效。当此值为1，则块返回数据输出端口。当此值为0，在数据输出端口无效。

数据类型：布尔值

参数

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`可变抽取`-可变抽取率
`关`（默认）|`在…上`

选择此参数以使用从指定的可变抽取率操作块决策因素端口。清除此参数以使用从指定的固定抽取率操作块大量毁灭因素(右)参数

`大量毁灭因素(右)`-抽取因子
`2`(默认)|整数，取值范围为2到2048

指定要对输入进行抽取的抽取因子比率。

将此参数设置为支持的最大可能值万博1manbetx决策因素端口，当您选择可变抽取参数

`差分延迟（M）`-微分延迟
`1`（默认）|`2`

指定块的梳状部分的差分延迟。

`节数（N）`-积分器和梳状部分的数量
`2`（默认）|`1`|`3.`|`4`|`5`|`6`

指定块的梳状部分或积分器部分的节数。

`输出数据类型`—输出数据类型
`全精度`（默认）|`与输入的字长相同`|`最小节字长`

选择输出数据的数据类型。

全精度—输出数据类型的字长等于输入字长加上增益位。
与输入的字长相同-输出数据类型的字长等于输入字长。
最小节字长-输出数据类型使用在中指定的字长输出字长参数。选择此选项时，块将应用修剪算法。有关修剪算法的更多信息，请参阅[1]．选择时不支持此选项万博1manbetx可变抽取参数

`输出字长`-输出的字长
`16`（默认值）| 2到104之间的整数

指定输出的字长。

请注意

当这个值为2，3.，4，5或6块可能会溢出输出数据。

依赖关系

要启用此参数，请设置输出数据类型参数到最小节字长．

`增益校正`-输出增益补偿
`关`（默认）|`在…上`

选择此参数以补偿块的输出增益。

根据指定的抽取类型和此参数的值，块的延迟会发生变化。

对于固定抽取（以下简称可变抽取参数已清除）：

清除此参数时，块的延迟为3+N时钟周期。
选择此参数时，块的时延为3 +N+ 9个时钟周期。

对于可变抽取（可变抽取参数（已选择）：

清除此参数时，块的延迟为4+N时钟周期。
选择此参数时，块的时延为4 +N+ 9个时钟周期。

`启用重置输入端口`-复位信号
`关`（默认）|`在…上`

选择此参数以启用重置输入端口。

范例

用HDL实现CIC抽取滤波器

使用CIC抽取HDL优化块对数据进行过滤和降采样。您可以在Simulink（R）模型中从子系统生成HDL代码。万博1manbetx

开放脚本

算法

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抽取滤波器

CIC抽取滤波器的传递函数为

$H （ z ）＝ {［ \sum_{k ＝ 0}^{R 米 - 1} z^{- k} ］}^{N} ＝ \frac{{（ 1 - z^{- R 米} ）}^{N}}{{（ 1 - z^{- 1} ）}^{N}} ＝ \frac{1}{{（ 1 - z^{- 1} ）}^{N}} \cdot \frac{{（ 1 - z^{- R 米} ）}^{N}}{1} ＝ H_{我}^{N} （ z ） \cdot H_{c}^{N} （ z ），$

地点:

H_我是滤波器积分器部分的传递函数。
H_C是滤波器梳状部分的传递函数。
N是节数。CIC筛选器中的节数定义为筛选器的梳状部分或积分器部分中的节数。此值不表示整个筛选器中的节总数。
R是抽取因子。
米是差分延迟。

CIC滤波器结构

的CIC抽取HDL优化块的CIC滤波器结构如图所示。该结构包括N级联积分器的部分，速率变化系数为R和N级联梳状滤波器部分[1]．

您可以在前馈或反馈路径中定位CIC滤波器的积分器部分的单位延迟。这两种配置产生相同的滤波器频率响应。然而，由于区块的延迟，这两种配置的数值输出是不同的。因为该配置是HDL实现的首选配置，因此该块将单元延迟置于积分器的前馈路径中。

固定和可变抽取

该模块使用以下方法对积分器级输出进行下采样：R，使用大量毁灭因素(右)参数或使用决策因素输入端口。在下采样阶段，块使用计数器来计数有效的输入样本，这取决于抽取率。每当抽取率发生变化时，块就会重置，并从下一个样本开始新的计算。这种机制可以防止块积累假值。然后，块提供了抽样输出到梳部。

增益校正

块的增益为 $G 一个我 n ＝ {（ R x 米）}^{N}$ ，

地点:

R是大量毁灭因素(右)参数值。
米是差分延迟（M）参数值。
N是节数（N）参数值。

该模块分两部分实现增益校正：粗增益和细增益。在粗略增益校正中，块计算移位值，将移位值添加到小数位以创建数字类型，并执行位向左移位和重新解释广播。在精细增益校正中，如果增益不是2的幂，则块将剩余增益除以粗略增益。然后，块将校正后的粗增益校正值与细增益的反值相乘。在块开始处理之前，所有可能的移位和精细增益值最初都会预先计算并存储在一个数组中。

你可以把这个方程修改为 $G 一个我 n ＝ 2^{c G 一个我 n} x f G 一个我 n$ .在这个等式中，cGain是粗粮的收获吗fGain是精细增益。这些增益由这些方程给出。

$c G 一个我 n ＝ f l o o r （ {日志}_{2} G 一个我 n ）$
$f G 一个我 n ＝ G 一个我 n / 2^{c G 一个我 n} ＝ G 一个我 n x 2^{- c G 一个我 n}^{}$

在以下情况下执行增益校正：可变抽取参数被选中时，该块设置配置有最大抽取率的输出数据类型，并为最大抽取率下的所有值设置位移。位移值等于 ${最大增益计程仪}_{2} （当前增益）$ ．

输出数据类型

本节说明了块是如何根据输出数据类型选择输出数据的。R，米和N值8、1和3，输入宽度为16。输出字长的计算公式为 $B_{出来} ＝ B_{在} + ［ {日志}_{2} （ G 一个我 n ）］$ ，

地点:

$G 一个我 n ＝ {（ R x 米）}^{N}$
B_在为输入字长。
B_出来是输出字长。

当你设定输出数据类型参数到全精度，通过将九个增益位添加到输入字长16，该块输出字长为25的数据。

当你设定输出数据类型参数到与输入的字长相同，块输出的数据字长为16，与输入字长相同。内部积分器和梳状级使用25位的全精度数据类型。

当你设定输出数据类型参数到最小节字长和输出字长参数到16时，块输出字长为16的数据。在这种情况下，块在每个阶段改变位宽，基于修剪算法。

如果输出字长参数值小于块输出所需的位数，则在早期阶段的最低有效位(lbs)将被删除。Hogenauer算法提供了每个阶段要丢弃的lbs的数量[1]. 该算法最大限度地减少了输出数据中的信息损失。

延迟

本节显示了使用固定和可变抽取率操作时的块延迟。

此图显示了默认配置的块的输出，即使用R，米和N分别为值2、1和2。该块基于固定值在每秒钟的周期返回有效的输出数据大量毁灭因素(右)的价值2．block的延迟为5个时钟周期，计算为3 +N．

这个图显示了固定抽取的块的输出R，米和N值8、1和3，并使用增益校正已选择参数。该块根据固定值在每八个周期返回有效的输出数据大量毁灭因素(右)的价值8. 该块的延迟为15个时钟周期，计算为3个+N+ 9.

这个图显示了变量抽取块的输出(决策因素)输入端口值2、4和8以及米和N分别为1和3。在这种情况下增益校正参数被清除。该块在第二、第四和第八个周期返回与决策因素端口值2，4和8，该块接受决策因素端口值仅在有效的输入端口为1.该块的延迟为7个时钟周期，计算为4+N．

表演

合成的HDL代码的性能随目标和合成选项的不同而不同。此表显示了使用固定和可变抽取率时块的资源和性能数据合成结果R，米和N值分别为2、1和2。生成的HDL以Xilinx为目标^®Zynq^®-7000 ZC706评估委员会。

抽取式	片附近地区	片寄存器	最大频率(MHz)
固定利率	101	166	711.74
可变利率	206	186	441.70

资源和频率根据R，米和N值和在块掩码中选择的其他参数值。

工具书类

[1] 用于抽取和插值的经济型数字滤波器IEEE声学、语音和信号处理学报29卷,没有。2, 1981年4月，第155-162页。

扩展能力

C/C++代码生成
使用Simulink®编码器生成C和C++代码™.万博1manbetx

此块支持为Simuli万博1manbetxnk生成C/C++代码万博1manbetx^®加速器和快速加速器模式，用于DPI组件生成。

HDL代码生成
使用HDL编码器为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码™.

HDL编码器™ 提供影响HDL实现和合成逻辑的其他配置选项。

HDL体系结构

此块具有单一的默认HDL体系结构。

高密度脂蛋白块属性

约束输出管道	通过移动设计中的现有延迟放置在输出端的寄存器数。分布式管道不会重新分配这些寄存器。默认值为`0`。有关详细信息，请参阅约束输出管道（HDL编码器）。
InputPipeline	要在生成的代码中插入的输入管道阶段数。分布式管道和受约束的输出管道可以移动这些寄存器。默认值为`0`。有关详细信息，请参阅InputPipeline（HDL编码器）。
输出管道	要在生成的代码中插入的输出管道阶段数。分布式管道和受约束的输出管道可以移动这些寄存器。默认值为`0`。有关详细信息，请参阅输出管道（HDL编码器）。

另请参阅

对象

dsp。C我CCompensationDecimator|dsp。C我CCompensationInterpolator|数字信号处理器|数字信号处理器|dsp.hdlcicd说明

阻碍

中投公司大量毁灭|CIC插值

CIC抽取HDL优化

描述

港口

输入

数据——输入数据标量

有效的—显示有效的输入数据布尔标量

决策因素-可变抽取率2(默认)|标量从2到2048

依赖关系

重置-清除内部状态布尔标量

依赖关系

输出

数据- CIC大量抽取输出数据标量

有效的—显示有效的输出数据布尔标量

参数

可变抽取-可变抽取率关（默认）|在…上

大量毁灭因素(右)-抽取因子2(默认)|整数，取值范围为2到2048

差分延迟（M）-微分延迟1（默认）|2

节数（N）-积分器和梳状部分的数量2（默认）|1|3.|4|5|6

输出数据类型—输出数据类型全精度（默认）|与输入的字长相同|最小节字长

输出字长-输出的字长16（默认值）| 2到104之间的整数

请注意

依赖关系

增益校正-输出增益补偿关（默认）|在…上

启用重置输入端口-复位信号关（默认）|在…上

范例

用HDL实现CIC抽取滤波器

算法

抽取滤波器

CIC滤波器结构

固定和可变抽取

增益校正

输出数据类型

延迟

表演

工具书类

扩展能力

C/C++代码生成使用Simulink®编码器生成C和C++代码™.万博1manbetx

HDL代码生成使用HDL编码器为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码™.

HDL体系结构

高密度脂蛋白块属性

另请参阅

对象

阻碍

介绍了R2019b

DSP系统工具箱文档

万博1manbetx

MATLAB中的高效多速率信号处理

`数据`——输入数据
标量

`有效的`—显示有效的输入数据
布尔标量

`决策因素`-可变抽取率
`2`(默认)|标量从2到2048

`重置`-清除内部状态
布尔标量

`数据`- CIC大量抽取输出数据
标量

`有效的`—显示有效的输出数据
布尔标量

`可变抽取`-可变抽取率
`关`（默认）|`在…上`

`大量毁灭因素(右)`-抽取因子
`2`(默认)|整数，取值范围为2到2048

`差分延迟（M）`-微分延迟
`1`（默认）|`2`

`节数（N）`-积分器和梳状部分的数量
`2`（默认）|`1`|`3.`|`4`|`5`|`6`

`输出数据类型`—输出数据类型
`全精度`（默认）|`与输入的字长相同`|`最小节字长`

`输出字长`-输出的字长
`16`（默认值）| 2到104之间的整数

`增益校正`-输出增益补偿
`关`（默认）|`在…上`

`启用重置输入端口`-复位信号
`关`（默认）|`在…上`

C/C++代码生成
使用Simulink®编码器生成C和C++代码™.万博1manbetx

HDL代码生成
使用HDL编码器为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码™.