作為世界領先的科學計算和基于模型設計軟件的開發(fā)者和提供商,MathWorks公司致力于擴展科學與工程的應用范圍并提高效率。其經典產品家族MATLAB和Simulink廣泛應用于各個領域,尤其是在通信信號處理方面,MATLAB和Simulink軟件為系統(tǒng)架構師、算法設計工程師和嵌入式軟硬件工程師提供了一套全面的工具,幫助他們應對系統(tǒng)設計周期不斷縮短、復雜性不斷增加所帶來的挑戰(zhàn)。
當前,多域信號處理系統(tǒng)設計要求設計者能夠應對算法密集型無線應用和多媒體應用,而且掌握不同領域專業(yè)技術的工程師能夠跨領域協(xié)同合作。針對這些難點,MathWorks為進一步提升信號處理系統(tǒng)設計者的工作效率,在MATLAB和Simulink平臺推出三個方面的最新創(chuàng)新。
對于系統(tǒng)級算法設計,為系統(tǒng)級RF建模引入了SimRF,為流數(shù)據(jù)處理提供了全新的MATLAB算法。
對于FPGA設計,Simulink HDL Coder為更快速的設計迭代引入了工作流自動化,并采用一系列的技術來優(yōu)化自動生成的HDL代碼。
對于嵌入式系統(tǒng),為在MATLAB、Simulink中自動生成的C代碼提供了面向嵌入式Linux操作系統(tǒng)的接口、Eclipse IDE、ARM處理器和SystemC TLM 2.0的虛擬組件。
MathWorks高級策略師Ken Kar-
nofsky說:“無線、傳感處理和流媒體是當今嵌入式系統(tǒng)不可或缺的部分,工程師需要能夠進行數(shù)字、模擬和軟件組件協(xié)同仿真的工具。MATLAB和Simulink面向信號處理系統(tǒng)的新功能使設計流程中的關鍵任務一體化和自動化成為可能。這是加速IP開發(fā)、系統(tǒng)設計和驗證以及工程團隊之間的協(xié)作的一大進步。”
系統(tǒng)和算法設計
MATLAB/Simulink新增的系統(tǒng)設計工具有RF建模(SimRF)和支持流算法設計的新功能(System對象)。
SimRF為Simulink環(huán)境帶來了電路包絡和諧波平衡仿真技術,并為射頻系統(tǒng)架構建模提供了大量的組件庫。從而使得通信系統(tǒng)架構師可以在開發(fā)的早期階段執(zhí)行全面仿真,使用數(shù)字基帶、模擬基帶和射頻子系統(tǒng)進行設計、優(yōu)化和驗證無線系統(tǒng)。SimRF包含RF Blockset的全部功能。憑借常規(guī)的射頻子系統(tǒng)建模、高級電路包絡和諧波平衡分析方法,新的 SimRF 產品使系統(tǒng)架構師可以使用 Simulink來設計和驗證完整的無線通信系統(tǒng)。
此外,Signal Processing Blockset、Communications Blockset和Video and Image Processing Blockset添加了超過250種新的用于處理流數(shù)據(jù)MATLAB算法,可有效處理MATLAB中的音頻、視頻和其他流數(shù)據(jù)。生成的MATLAB程序還可以直接用于 Simulink模型,進行系統(tǒng)設計、仿真和分析。這些算法以System Objects形式存在,即一種新的便于操作和支持復用的MATLAB對象。
使用System對象后,不僅擺脫了MATLAB中大數(shù)據(jù)處理內存占用大、文件大小受限等問題,而且從真正意義上實現(xiàn)了實時流數(shù)據(jù)處理。
FPGA設計流程
新增功能中對原有Simulink HDL Coder進行了一些重要更新,為自動 HDL代碼生成添加了關鍵路徑分析和面積-速度優(yōu)化功能,以及輔助實現(xiàn)FPGA全新的Workflow Advisor。
Simulink HDL Coder能夠從Simu-
link模型自動生成可綜合的VHDL和Verilog代碼。通過在模型中突出顯示關鍵路徑和估算硬件資源利用率,Simulink HDL Coder 2.0可以支持快速的設計迭代。此外還支持序列化、資源共享和流水線操作等結構優(yōu)化。FPGA Workflow Advisor可以輔助引導用戶針對Xilinx和Altera的FPGA和集成開發(fā)環(huán)境進行自動的項目生成和優(yōu)化。
嵌入式C代碼生成
MathWorks C代碼生成工具借助GNU編譯器工具鏈支持Eclipse集成開發(fā)環(huán)境(IDE)、嵌入式Linux和ARM Cortex-A8處理器下自動化目標定位、實時性能分析和C代碼驗證,利用從MATLAB和Simulink模型自動生成的C代碼。工程師可以在Eclipse中實現(xiàn)項目創(chuàng)建的自動化,以及在Linux上部署實時嵌入式系統(tǒng),從而有效縮短驗證時間,提高設計的可靠性和系統(tǒng)魯棒性。EDA Simulator Link則為生成SystemC TLM-2.0組件提供支持,以供在虛擬平臺環(huán)境中進行驗證。
此次MathWorks在MATLAB和Simulink平臺所作的創(chuàng)新必將進一步提升信號處理系統(tǒng)設計者的工作效率,助其應對下一代信號處理系統(tǒng)的設計挑戰(zhàn)。