DSP系统工具箱
流信号处理系统的设计与仿真
DSP System Toolbox™提供了用于在MATLAB中设计、模拟和分析信号处理系统的算法、应用程序和范围®和Sim万博1manbetxulink®. 您可以为通信、雷达、音频、医疗设备、物联网和其他应用程序的实时DSP系统建模。
使用DSP系统工具箱，您可以设计和分析FIR、IIR、多速率、多级和自适应滤波器。您可以将变量、数据文件和网络设备中的信号流化，用于系统开发和验证。时间范围、频谱分析仪和逻辑分析仪允许您动态可视化和测量流化信号。对于桌面保护otyping和部署到嵌入式处理器，包括ARM®皮质®体系结构，系统工具箱支持C/C++代码生成。它还支持位精度定点建模和万博1manbetx从滤波器、FFT、IFFT和其他算法生成HDL代码。
算法可作为MATLAB函数，系统对象™，和Simulink模块。万博1manbetx
开始：
在里面万博1manbetx，DSP系统工具箱™ 提供用于滤波器、变换和线性代数的信号处理算法块库。这些块将流式输入信号作为单个样本或称为帧的样本集合进行处理。纸浆包处理支持需要标量处理的低延迟流程和应用程序。基于帧的处理以更高的吞吐量换取延迟。系统工具箱支持基于样本和基于帧的处理模式。万博1manbetx
使用系统对象的MATLAB程序可以通过MATLAB功能块或MATLAB系统块合并到Simulink模型中万博1manbetx系统对象有相应的万博1manbetx仿真软件模块具有相同的功能。
基于帧的操作，在每个中断服务例程（ISR）之间获取16个样本的帧，表明基于帧的吞吐量比基于样本的备选方案高出许多倍。
用于DSP系统设计、实现和验证的信号处理模块
万博1manbetx用于信号处理的Simulink模块支持双精度和单精度浮点万博1manbetx数据类型和整数数据类型。当与定点设计器一起使万博1manbetx用时，它们还支持定点数据类型。
DSP系统工具箱中的信号处理模块包括:
- 信号变换，如快速傅里叶变换（FFT），离散余弦变换（DCT）短时傅里叶变换（STFT），离散小波变换(DWT)。
- FIR、IIR和模拟滤波器的设计与实现
- 用于采样率转换的多速率和多级滤波器，例如CIC，半带，多相，法罗
- 统计和自适应信号处理频谱估计、均衡和噪声抑制技术
- 信号操作和测量例如卷积、加窗、填充、延迟、峰值查找和过零
- 流式信号可视化和测量与时间范围，频谱分析仪，和更多
- 信号管理方法，如缓冲、索引、交换、堆叠和排队
- 接收器和来源，如啁啾和彩色噪声发生器，NCO, UDP接收器和发射器，和更多
- 数值线性代数例程，包括线性系统求解器，矩阵分解，和矩阵逆
Simulink中提供的用于信号处理的DSP系统工具箱块库（顶部），以及线性系统解算器（左下）和变换（右下）的扩展视图。万博1manbetx
DSP系统工具箱提供了一个框架处理流信号MATLAB．系统工具箱包括一个信号处理算法库，用于处理流信号，如单速率和多速率滤波器、自适应滤波和fft。系统工具箱适用于音频、生物医学、通信、控制、地震、传感器和语音等应用程序的设计、模拟和部署信号处理解决方案。万博 尤文图斯
流信号处理技术能够处理连续流动的数据流，这通常可以通过将输入数据划分为帧并在获取时处理每一帧来加速模拟。例如，MATLAB中的流信号处理可以实现多通道音频的实时处理。
流信号处理是使用一个名为系统对象™表示数据驱动的算法、源和汇。系统对象使您能够通过自动化任务（如数据索引、缓冲和算法状态管理）来创建流式应用程序。可以将MATLAB系统对象与标准的MATLAB函数和运算符混合使用。
您可以使用针对流信号和数据优化的算法将单速率、多速率和自适应过滤器应用于流数据。
实现基本流循环的MATLAB代码（左）。时间范围（右上角）和频谱分析仪（右下角）在实时信号生成和处理时对其进行可视化和测量。
DSP系统设计、实现和测试的算法库
DSP系统工具箱提供了350多个优化算法，用于流媒体系统的设计、实现和验证，无论是作为MATLAB函数还是作为MATLAB系统对象实现。这些算法支持双精度和单精度浮点数据类型。大多数算法还支持整数数据类型，以及需要万博1manbetx定点设计器™．
在MATLAB中，系统工具箱中的算法类别包括:
- 信号变换，如快速傅里叶变换（FFT）离散余弦变换(DCT)
- 面向对象的设计与实现技术数字FIR和IIR滤波器
- 多速率多级滤波器用于采样率转换，如FIR和IIR半带、多相滤波器、CIC滤波器和Farrow滤波器
- 统计和自适应信号处理频谱估计、均衡和噪声抑制技术
- 信号操作和测量，如卷积、加窗、填充、建模延迟、峰值查找和可变分数延迟
- 运行时的信号可视化与时间范围，频谱分析仪，和逻辑分析仪
MATLAB中可用的信号处理算法的部分列表，如命令行帮助所示，或通过制表符完成显示。
DSP系统工具箱提供了广泛的滤波器设计与实现FIR、IIR、多级、多速率和自适应滤波器的算法。您可以设计低通滤波器，高通、带通、带阻和其他响应类型。您可以使用滤波器结构（如直接形式FIR、重叠加FIR、IIR二阶段）来实现它们(双四)、级联全通和晶格结构。
可以使用Filterbuilder应用，MATLAB代码或Simulink万博1manbetx块。此外，还可以分析FIR和IIR滤波器的定点量化效果，并确定滤波器系数的最佳字长。
你也可以设计可调滤波器您可以在运行时调整关键过滤器参数，例如带宽和增益。
使用MATLAB中的DSP系统工具箱设计的数字滤波器也可以用于Simulink中的系统级模型。系统工具箱中有一个现成的过滤器块库，用于设计、模拟和实现万博1manbetx低通滤波器，高通，和其他过滤器直接在Simulink。万博1manbetx
除了传统的FIR和IIR滤波器设计算法，DSP系统工具箱支持专门的滤波器和设计方法，如:万博1manbetx
- 先进的等纹波FIR滤波器包括最小阶、约束纹波和最小相位设计
- 奈奎斯特，杉木半带,IIR多相滤波器，提供线性相位、最小相位和准线性相位半带设计，以及等纹波、斜阻带和窗口方法
- 中投插入器和抽取滤波器，用于在软件定义的无线电和∑-Δ转换器中实现无乘法器
- 多级优化设计，使您能够优化级联阶段的数量，以实现最低的计算复杂度
- Fractional-delay过滤器，包括使用非常适合于可调谐滤波应用的Farrow滤波器结构的实现
- 全通IIR滤波器使用任意组延迟，使您能够补偿其他IIR滤波器的组延迟，以获得近似的线性相位通带响应
- 格波数字IIR滤波器对健壮的实施
- 任意大小和相位FIR和IIR滤波器，可设计任何滤波器规格
使用filter builder app和filter visualizer app设计和分析一个多级单速率低通滤波器
时间范围在时域中显示信号，并支持各种信号连续、离散、固定大小、可变大小、浮点数据、定点数万博1manbetx据和多通道I/O系统的N维信号。时间范围允许您在同一轴上显示多个信号，其中每个输入信号具有不同的尺寸、采样率和数据类型，或者在范围窗口中不同显示器上的多个数据通道上显示多个信号。时间范围执行分析、测量和统计，包括均方根（RMS）、峰间、平均值和中位数。
用非线性放大器模型测量啁啾信号产生的谱峰的频率和功率
频谱分析仪计算各种输入信号的频谱，并以线性比例或对数比例显示其频谱。频谱分析仪执行测量和分析，如谐波失真测量（THD、SNR、SINAD、SFDR）、三阶互调失真测量（TOI）、相邻信道功率比测量（ACPR）、互补累积分布函数（CCDF）和峰均功率比（PAPR）。频谱分析仪的频谱图模式视图显示了如何查看时变频谱，并允许自动峰值检测。
DSP系统工具箱提供了一个额外的可视化工具家族，您可以使用它来显示和测量各种信号或数据，包括实值或复数值数据、向量、数组和任何数据类型的帧，包括定点、双精度或用户定义的数据输入序列。一些可视化工具可以显示流数据或信号的3D显示，以便您可以随着时间的推移分析数据，直到模拟停止。
逻辑分析仪显示了一个硬件精确的可编程FIR滤波器模型的仿真结果。
您可以使用DSP System Toolbox with Fixed-Point Designer来建模定点信号处理算法，以及分析量化对系统行为和性能的影响。您还可以从MATLAB代码或Simulink模型生成定点C代码。万博1manbetx
你可以配置MATLAB系统对象和万博1manbetx仿真软件模块在系统工具箱中定点操作模式，使您能够在使用硬件之前，通过使用不同的字长、缩放、溢出处理和舍入方法选择运行模拟来执行设计权衡分析和优化。
定点模式支持许多DSP算法，包括FFT、滤波万博1manbetx器、统计和线性代数。DSP系统工具箱自动化配置系统对象和块定点操作。
FFT MATLAB系统对象，它提供属性来配置累加器、产品和输出数据的定点数据类型规范（左）。FFT Simulink块对话框提供累加器、产品和输出信号的定点数据类型规范选项，这需要定点设计器（右）。万博1manbetx
定点滤波器设计
在DSP系统工具箱中，实现了滤波器的设计功能和Filterbuilder应用程序允许您使用定点设计器设计可转换为定点数据类型的浮点筛选器。此设计流程简化了定点滤波器的设计与优化让你分析量化效果。
不满足滤波器设计约束条件的量化噪声的定点滤波器设计分析，由于8位字长（左），阻带衰减不足。试验不同的系数字长和使用12位字长就足够了，并且满足了滤波器设计约束（右图）。
使用DSP系统工具箱MATLAB编码器™ 和万博1manbetxSimulink编码器™，您可以生成C和c++源代码或MEX函数，从您的信号处理算法和系统模型，在MATLAB和Simulink分别调优性能。万博1manbetx
生成的代码可用于加速、快速原型、实现和部署，或用于产品开发过程中的系统集成。
独立执行并与其他环境集成
使用DSP系统工具箱，您还可以通过生成算法的独立可执行文件，在桌面上使用MATLAB代码或Simulink模型生成的C代码进行部署和原型设计。这个独立的可执行文件仍然可以通过使万博1manbetx用UDP组件直接从MATLAB或Simulink中实时调优。由于此独立可执行文件在不同于MATLAB代码或Simulink模型的线程上运行，因此它提高了算法的实时性能。
生成的信号处理算法的C代码可以作为已编译的库组件集成到其他软件（如自定义模拟器）或标准建模软件（如SystemC）中。
使用DSP系统工具箱Filter Design HDL Coder™在MATLAB中，您可以设计数字滤波器并生成高效、可合成和可移植的VHDL®和Verilog®用于FPGA或ASIC实现的代码。您还可以自动创建VHDL和Verilog测试台，用于模拟、测试和验证生成的代码。
使用DSP系统工具箱高密度脂蛋白编码器™提供可合成和可读的VHDL和Verilog代码生成用于您的系统设计。这种支持包万博1manbetx括针对资源和性能进行优化的算法，如过滤器、FFT，传输线,士官．
HDL优化FIR滤波器块支持的硬件架构之一（即部分串行脉动）的实现细节万博1manbetx
