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®和模拟万博1manbetx®．您可以为通信、雷达、音频、医疗设备、物联网和其他应用建模实时DSP系统。
使用DSP系统工具箱，您可以设计和分析FIR，IIR，MULTIRATE，多级和自适应滤波器。您可以从变量，数据文件和网络设备流中流发信号，以进行系统开发和验证。时间范围，频谱分析仪和逻辑分析仪让您动态可视化和测量流信号。对于桌面原型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。万博1manbetx它还支持位精确的万博1manbetx定点建模和从过滤器、FFT、IFFT和其他算法生成的HDL代码。
算法可作为MATLAB函数，系统对象™，和Simulink模块。万博1manbetx
开始：
在万博1manbetx，DSP System Toolbox™提供了一个用于过滤器，变换和线性代数的信号处理算法库库。这些阻止将流输入信号作为单独的样本或称为帧的样本集合。基于样本的处理启用需要标量处理的低延迟进程和应用程序。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函数块或MATLAB系统块结合到Simulink模型中。万博1manbetx大部分的系统对象有相应的万博1manbetx模拟块具有相同的功能。
基于帧的操作，在每个中断服务程序(ISR)之间获取一帧16个样本，表明基于帧的吞吐量率比基于样本的方案高出许多倍。
DSP系统信号处理模块的设计、实现和验证
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，例如中投公司、半带、多相和法罗
- 统计与自适应信号处理谱估计、均衡和噪声抑制技术
- 信号操作和测量例如卷积、窗口、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
- 接收器和源，如啁啾和有色噪声发生器、NCO、UDP接收器和发射器等
- 数值线性代数例程，包括线性系统解算器，矩阵因子，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马铃薯．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。
使用称为DSP算法组件的库启用流信号处理系统对象™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诸如数据索引、缓冲和算法状态管理等任务来创建流应用程序。您可以将MATLAB System对象与标准MATLAB函数和操作符混合使用。
您可以使用针对流信号和数据的算法应用单速率，多管和自适应滤波器来流传输数据。
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系统工具箱提供了超过350种算法，用于设计、实现和验证流系统——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万博1manbetx数据类型。大多数算法还支持整数数据类型，以及需要的定点数据类型万博1manbetx固定点设计器™．
在MATLAB中，系统工具箱算法类别包括：
- 信号变换，如快速傅里叶变换（FFT）离散余弦变换(DCT)
- 的设计和实现技术数字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
- 统计与自适应信号处理谱估计、均衡和噪声抑制技术
- 信号操作和测量，如卷积，窗口，填充，建模延迟，峰值发现和可变分数延迟
- 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，如命令行帮助或通过选项卡完成显示。
DSP系统工具箱提供了广泛的滤波器设计与实现FIR，IIR，多级，多管和自适应过滤器的算法。你可以设计低通滤波器，高通，带通，BandStop和其他响应类型。您可以使用直接组织FIR，重叠 - 添加FIR，IIR二阶部分（）使用筛选器结构实现它们（Biquad)、级联allpass、点阵结构。
可以使用Filterbuilder应用程序，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其中，您可以在运行时调整关键滤波器参数，如带宽和增益。
用MATLAB中的DSP系统工具箱设计的数字滤波器也可以用在Simulink中的系统级模型中。万博1manbetx在系统工具箱中有一个用于设计、模拟和实现的过滤器块的现成库低通,高通，和其他过滤器直接在Simulink。万博1manbetx
除了传统的FIR和IIR滤波器设计算法外，DSP系统工具箱还支持专门的滤波器和设计方法，如：万博1manbetx
- 高级等波纹FIR滤波器包括最小阶数、约束纹波和最小相位设计
- 奈奎斯特,FIR HAMBBAND.,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，以及等波纹、倾斜阻带和窗口方法
- CIC内插器和抽取滤波器，用于在软件定义的无线电和∑-Δ转换器中实现无乘法器
- 优化多级设计，使您能够优化级联级的数量，以实现最低的计算复杂度
- Fractional-delay过滤器，包括使用Farrow滤波器结构的实现，适用于可调滤波应用
- Allpass IIR滤波器使用任意群延迟，使您能够补偿其他IIR滤波器的群延迟，以获得近似的线性相位通带响应
- 格波数字IIR过滤器为了健壮实施
- 任意大小和阶段FIR和IIR过滤器，启用任何过滤器规范的设计
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
多速率和多级过滤器和分析
DSP系统工具箱提供多速率滤波器的设计和实现，包括多相插值器，小数，采样率转换器，FIR HAMBBAND.和半带，Farrow滤波器，CIC滤波器和补偿器，以及对多级设计方法的支持。系统工具箱还提供专门的分析功能，以估计多速率和多级滤波器万博1manbetx的计算复杂性。
使用fvtool的等波纹设计和相应的多速率和多级设计的响应（左），以及输入和各种输出功率谱密度的多速率和多级设计图的性能（右）。
时间范围在时域显示信号并支持多种信号—连续、离散、固定大小、可变大小、浮点数据、定点数据万博1manbetx和多通道I/O系统的n维信号。Time Scope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维度、采样率和数据类型，或在范围窗口中不同显示的多个数据通道上显示多个信号。Time Scope执行分析、测量和统计，包括均方根(RMS)、峰对峰、平均值和中值。
对线性调频信号应用非线性放大器模型产生的频谱峰值的频率和功率测量
频谱分析仪计算各种输入信号的频谱，并在线性尺度或对数尺度上显示其频谱。频谱分析仪可以进行测量和分析，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)，和峰值平均功率比(PAPR)。频谱分析仪的谱图模式视图显示了如何查看时变光谱，并允许自动峰值检测。
DSP系统工具箱提供了一系列额外的可视化工具，可用于显示和测量各种信号或数据，包括实值或复数数据、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三维显示，以便您可以分析数据，直到模拟停止。
逻辑分析仪显示硬件精确可编程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模拟块在系统工具箱中固定点操作模式，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。
许多DSP算法都支持定点模式，包括FFT、滤万博1manbetx波器、统计和线性代数。DSP系统工具箱自动配置用于定点操作的系统对象和块。
FFT MATLAB系统对象，它提供配置累加器，产品和输出数据（左）的固定点数据类型规范。FFT Simu万博1manbetxlink块对话框提供了累加器，产品和输出信号的固定点数据类型规范的选项，这需要固定点设计器（右）。
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应用程序使您可以设计浮点过滤器，可以使用固定点设计器转换为固定点数据类型。这种设计流程简化了定点滤波器的设计与优化并允许您分析量化效果。
定点滤波器设计分析的量化噪声，其中滤波器设计约束不满足，并且由于8位字长(左)的阻带衰减不足。实验使用不同的系数字长和使用12位字长就足够了，满足了滤波器的设计约束(右)。
利用DSP系统工具箱MATLAB编码器™和万博1manbetxSimulink编码器™, 你可以在Matlab和Simulink中分别生成C和C++源代码或Max函数，这些信号由你的信号处理算法和系统模型调整。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。
与其他环境的独立执行和集成
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。
所生成的信号处理算法的C代码可以作为编译的库组件集成到其他软件中，例如自定义模拟器或诸如SystemC的标准建模软件。
ARM Cortext处理器的优化C代码生成
使用DSP系统工具箱的硬件支持插件万博1manbetxarm cortex-a或ARM Cortex-M和嵌入式编码器®您可以从MATLAB System对象或Simulink块为关键DSP算法生成优化的C代码，如FFT, FIR，和Biquad滤万博1manbetx波器。生成的代码提供对ARM Cortex-A Ne10库或ARM Cortex-M CMSIS库的优化例程的调用。与标准C代码相比，一个关键的好处是性能立即提高。您还可以使用在循环中的处理器(PIL)测试执行代码验证和分析。
