CIC抽取HDL优化

使用级联积分器梳状滤波器抽取信号，该滤波器为HDL代码生成优化

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库:
DSP系统工具箱HDL支持/滤波万博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抽取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级联积分器的分段，速率变化因子R,N级联梳状滤波器的部分。有关CIC抽取过滤器的更多信息，请参阅算法．

该块支持标量和向量输万博1manbetx入。对于这两种类型的输入，块提供一个标量输出。该块支持对标量输入的万博1manbetx固定抽取和变量抽取，对向量输入只支持固定抽取。

该模块提供了适合于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|列向量

将输入数据指定为长度为1到64的标量或列向量。输入数据必须是字长小于等于32的有符号整数或有符号固定点。大量毁灭因素(右)参数必须是输入帧大小的整数倍。

数据类型:int8|int16|int32|不动点
复数的支持:万博1manbetx是的

`有效的`—显示有效的输入数据
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，该块从数据输入端口。当这个值为0时，块将忽略数据输入端口。

数据类型:布尔

`decimFactor`-可变抽取率
标量

使用此端口可在运行时动态指定变量抽取率。

该值必须是数据类型ufix12和一个从2到大量毁灭因素(右)参数值。

依赖关系

要启用该端口，请选择变量大量毁灭参数。

数据类型:fixdt (0 12 0)

`重置`-清晰的内部状态
标量

当这个值为1，该块将停止当前计算并清除所有内部状态。当这个值为0和输入有效的端口是1时，块开始一个新的过滤操作。

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

输出

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`数据`- cic抽取的输出数据
标量

属性定义此输出的数据类型输出数据类型参数。

数据类型:int8|int16|int32|不动点
复数的支持:万博1manbetx是的

`有效的`—显示有效的输出数据
标量

该端口是一个控制信号，指示数据是否来自数据输出端口有效。当这个值为1时，块返回关于数据输出端口。当此值为0，上面的值数据输出端口无效。

数据类型:布尔

参数

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`变量大量毁灭`-可变抽取率
`从`(默认)|`在`

属性指定的可变抽取率来操作块decimFactor输入端口。
属性指定的固定抽取率来操作块，清除此参数大量毁灭因素(右)参数。

请注意

对于向量输入，块不支持变量抽取。万博1manbetx

`大量毁灭因素(右)`——大量毁灭因素
`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。

当你选择变量大量毁灭参数,大量毁灭因素(右)参数设置的有效值范围的上限decimFactor输入端口。

`微分延迟(M)`-微分延迟
`1`(默认)|`2`

指定块的梳状部分的微分延迟。

`节数(N)`-积分器和梳节的数量
`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
`完整的精度`(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。

完整的精度—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输出字长参数。当您选择此选项时，块应用Pruning算法。有关Pruning算法的更多信息，请参见[1]．选择时不支持此选项万博1manbetx变量大量毁灭参数。

`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

要启用该参数，请设置输出数据类型参数最小节字长．

`增益校正`-输出增益补偿
`从`(默认)|`在`

选择这个参数来补偿块的输出增益。

根据输入的类型、指定的抽取以及此参数的值，块的延迟会发生变化。在这里,N表示分段数和vecLen表示向量的长度。

对于具有固定抽取的标量输入(变量大量毁灭参数是清理):

清除此参数时，块的时延为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。

对于具有可变抽取的标量输入(变量大量毁灭参数选择):

清除此参数时，块的时延为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。

对于具有固定抽取的矢量输入(变量大量毁灭参数是清理):

清除此参数时，块的时延为地板上（(vecLen- 1) * (N/vecLen+ 1 +N+ (2 + ()vecLen+ 1) *N时钟周期。
选择此参数时，块的时延为地板上（(vecLen- 1) * (N/vecLen+ 1 +N+ (2 + ()vecLen+ 1) *N+ 9个时钟周期。

请注意

对于向量输入，块不支持变量抽取。万博1manbetx

`启用重置输入端口`——复位信号
`从`(默认)|`在`

选择此参数启用重置输入端口。

模型的例子

用HDL实现CIC抽取滤波器

使用CIC抽取HDL优化块过滤和下采样数据。这个块支持标量和向量输万博1manbetx入。在本例中，提供了两个Simulink®模型万博1manbetx分别处理标量和矢量输入。您可以从这些Simulink模型中的子系统生成HDL代码。万博1manbetx

LTE数字下变频的HDL实现

设计一个用于无线通信应用(如LTE)的数字下变频(DDC)，并生成HDL代码。

算法

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中投公司大量毁灭过滤器

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CIC滤波器积分器部分的传递函数。
H_C是CIC滤波器梳状部分的传递函数。
N为分段数。CIC滤波器的节数定义为滤波器的梳状部分或积分器部分的节数。这个值并不代表整个过滤器的总区段数。
R为抽取因子。
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级联积分器的分段，速率变化因子R,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。由于这种配置是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的固定抽取率大量毁灭因素(右)参数或变量抽取率decimFactor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，块提供抽取输出到CIC滤波器的梳状部分。

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。
米是微分延迟(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。在粗增益校正中，块计算移位值，将移位值加到小数位上以创建数字类型，并执行左移位和重新解释。在精细增益校正中，如果增益不是2的幂，则分块将剩余增益与粗增益进行分割。然后，将校正后的粗增益校正值与细增益的逆值相乘。在块开始处理之前，所有可能的移位和精细增益值都被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是很好的收获。这些增益由这些方程给出。

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

执行增益校正时变量大量毁灭参数，则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向左移位位。位移位值等于 ${最大增益计程仪}_{2} (电流增益)$ ．

输出数据类型

块如何根据输出数据类型选择输出数据。考虑一个带有R，米,N值分别为8、1和3，输入宽度为16。输出字长计算为 $B_{出} ＝ B_{在} + ［ {日志}_{2} （ G 一个我 n ）］$ ，

地点:

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

当你设置输出数据类型参数完整的精度，通过在输入字长16的基础上增加9个增益位，输出字长为25的数据。

当你设置输出数据类型参数与输入的字长相同时，块输出字长为16的数据，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。

当你设置输出数据类型参数最小节字长和输出字长参数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[1]提供在每个阶段要丢弃的lbs的数量。该算法最大限度地减少输出数据中的信息损失。

延迟

本节展示了使用固定抽取率和可变抽取率操作标量输入块以及使用固定抽取率操作向量输入块的延迟。

标量输入

本节展示了标量输入的块的输出R，米,N值。

该图显示了默认配置(即固定抽取率和)的块的输出R，米,N分别为2、1和2)。该块基于固定的大量毁灭因素(右)的参数值2．block的延迟为5个时钟周期，计算为3 +N,在那里N为分段数。

这张图显示了一个固定抽取率的块的输出，R，米,N值分别为8、1和3，以及增益校正参数选择。该块根据固定值每8个周期返回有效输出数据大量毁灭因素(右)的参数值8．block的延迟为15个时钟周期，计算为3 +N+ 9,N为分段数。

此图显示了具有可变抽取率(decimFactor输入端口)值2,4，和8和为米和N分别为1和3。在这种情况下增益校正参数是清除。的第2、4和8个周期时，块返回有效的输出数据decimFactor端口值2，4,8分别地区块接受decimFactor端口值只有在有效的输入端口是1．block的延迟为7个时钟周期，计算为4 +N,在那里N为分段数。

向量输入

输入矢量的块的延迟是用这个公式计算的:地板上（(vecLen- 1) * (N/vecLen+ 1 +N+ 9 *增益校正+ (2 + ()vecLen+ 1) *N),vecLen向量的长度是和吗N为分段数。

该图显示了具有默认配置(即具有固定的抽取率和)的两个元素列向量输入的块的输出R，米,N分别为2、1和2)。该块的时延为12个时钟周期。

这个图显示了一个8个元素的列向量输入块的输出，它具有固定的抽取率，R，米,N值分别为8、1和3，以及增益校正参数选择。该块的时延为44个时钟周期。

性能

合成HDL代码的性能因目标和合成选项而异。此表显示了具有固定和可变抽取率的标量输入和具有固定抽取率的两元素列向量输入的块的资源和性能数据合成结果，其中R，米,N分别是2、1、2。生成的HDL以Xilinx为目标^®Zynq^®- 7000 ZC706评估板。

输入数据	大量毁灭类型	片附近地区	片寄存器	最大频率(MHz)
标量	固定利率	101	166	711.74
标量	可变利率	206	186	441.70
向量	固定利率	218	627	624.61

资源和频率根据输入数据的类型而变化，R，米,N值，以及在块掩码中选择的其他参数值。使用向量输入可以增加吞吐量，但是这个选项也增加了块使用的硬件资源的数量。

工具书类

[1] Hogenauer E。用于抽取和插值的经济型数字滤波器。IEEE声学、语音和信号处理汇刊29日,没有。2(1981年4月):155-62。https://doi.org/10.1109/TASSP.1981.1163535。

扩展功能

C / c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。万博1manbetx

此块支持Simulin万博1manbetxk的C/ c++代码生成万博1manbetx^®加速和快速加速模式，并用于DPI组件生成。

HDL代码生成
使用HDL Coder™为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码。

HDL Coder™提供了影响HDL实现和合成逻辑的额外配置选项。

高密度脂蛋白架构

这个块有一个单独的、默认的HDL架构。

高密度脂蛋白块属性

ConstrainedOutputPipeline	通过在设计中移动现有延迟而放置在输出处的寄存器数。分布式管道不会重新分发这些寄存器。默认值是`0`．有关详细信息，请参见ConstrainedOutputPipeline(高密度脂蛋白编码器)．
InputPipeline	要在生成的代码中插入的输入管道阶段数。分布式流水线和受限输出流水线可以移动这些寄存器。默认值是`0`．有关详细信息，请参见InputPipeline(高密度脂蛋白编码器)．
OutputPipeline	要插入生成代码的输出管道阶段的数量。分布式管道和受约束的输出管道可以移动这些寄存器。默认值是`0`．有关详细信息，请参见OutputPipeline(高密度脂蛋白编码器)．

另请参阅

对象

dsp。C我CDecimator|dsp。C我C我nterpolator|dsp。C我CCompensationDecimator|dsp。C我CCompensationInterpolator|dsp。HDLCICDecimation

块

中投公司大量毁灭|中投插值

介绍了R2019b

DSP系统工具箱文档

万博1manbetx

仿真软件MAT万博1manbetxLAB,その他の製品をお試しください

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CIC抽取HDL优化

描述

港口

输入

数据——输入数据标量|列向量

有效的—显示有效的输入数据标量

decimFactor-可变抽取率标量

依赖关系

重置-清晰的内部状态标量

依赖关系

输出

数据- cic抽取的输出数据标量

有效的—显示有效的输出数据标量

参数

变量大量毁灭-可变抽取率从(默认)|在

大量毁灭因素(右)——大量毁灭因素2(默认)|整数，取值范围为2到2048

微分延迟(M)-微分延迟1(默认)|2

节数(N)-积分器和梳节的数量2(默认)|1|3.|4|5|6

输出数据类型—输出数据类型完整的精度(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

依赖关系

增益校正-输出增益补偿从(默认)|在

启用重置输入端口——复位信号从(默认)|在

模型的例子

用HDL实现CIC抽取滤波器

LTE数字下变频的HDL实现

算法

中投公司大量毁灭过滤器

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

性能

工具书类

扩展功能

C / c++代码生成使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。万博1manbetx

HDL代码生成使用HDL Coder™为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码。

另请参阅

对象

块

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`数据`——输入数据
标量|列向量

`有效的`—显示有效的输入数据
标量

`decimFactor`-可变抽取率
标量

`重置`-清晰的内部状态
标量

`数据`- cic抽取的输出数据
标量

`有效的`—显示有效的输出数据
标量

`变量大量毁灭`-可变抽取率
`从`(默认)|`在`

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

`微分延迟(M)`-微分延迟
`1`(默认)|`2`

`节数(N)`-积分器和梳节的数量
`2`(默认)|`1`|`3.`|`4`|`5`|`6`

`输出数据类型`—输出数据类型
`完整的精度`(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
`从`(默认)|`在`

`启用重置输入端口`——复位信号
`从`(默认)|`在`

C / c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。万博1manbetx

HDL代码生成
使用HDL Coder™为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码。