数字信号处理实现原理及方法 第12章基于AccelDSP的数字信号处理的实现.ppt

第12章 AccelDSP数字信号处理实现 何宾 2009.09 本章概述 本章主要介绍基于ACCELDSP的设计流程和基于 ACCELDSP的数字信号处理的实现方法。 主要内容包括： 1）AccelDSP软件设计流程 2）基于AccelDSP的设计实现 3）RTL模型产生和验证 4）采用System Generator的设计流程 AccelDSP软件设计流程--AccelDSP软件功能概述 AccelDSP是一款第三方软件，可将Matlab浮点算法转化成为可综合RTL代码。 Xilinx AccelDSP是目前业内唯一能够将Matlab浮点算法转换成可综合RTL代码的开发工具。 该工具可以自动地进行浮点—定点转换，生成可综合的VHDL或Verilog代码，并创建用于验证的测试平台，同时还可以生成定点C++模型或由Matlab算法得到System Generator块。 AccelDSP的主要功能包括： 1. 读取并且分析Matlab浮点型设计； 2.自动产生一个等价的Matlab定点型设计； 3. 调用Matlab Simulation仿真器以验证定点模型； 4.能够快速开发数学运算，使之适应FPGA最优化结构； 5. 创建综合的RTL(Register Transfer Level)的硬件描述语言（HDL）模型和测试文件（testbench）； 6. 提供脚本语言以调用下层工具，如HDL仿真器、RTL逻辑综合器，还有Xilinx ISE实现工具。 1、AccelDSP综合工具将Matlab浮点模型转化为可以在器件上实现的硬件模型，包括三种设计流程类型可供选择： 2、默认设计综合流程是ISE综合流程，它工作的主要目的是使用ISE软件实现设计并且使用HDL门级仿真验证设计。 如图12.1给出了 AccelDSP基于ISE的综合流程。设计分别在两个软件环境下完成，前三步即编写源代码、验证浮点型设计、分析浮点型设计在Matlab软件环境下完成。后七步在AccelDSP软件环境下完成。 2．产生定点模型 产生定点模型就是一个量化的问题。可以使用Matlab 量化方法和AccelDSP量化方法。 1）Matlab量化方法 在Matlab中自带了量化器和量化函数，量化函数来自 于滤波器设计工具箱，而量化器是Matlab里的一个数据库 对象，它由量化函数建立，一旦生成，量化器对象就有了 浮点数据应用时所需要的指定定点或者适应浮点特征的属 性，这些属性如下： 数据模式：包含浮点型、定点型、双精度型、单精度型 还有无符号定点型； 在AccelDSP ISE综合流程中，将浮点模式量化为定点 模式使用AccelDSP量化函数，自动地在“产生定点模式”这 一步时完成的。在自动转换完成之后，可以手动调整浮点 模式量化参数以减小量化误差，提升输出信号的精度。 单击流程窗口的“Generate Fixed Point”图标，AccelDSP 自动量化器开始分析存储器中浮点设计，然后在Matlab内 存模式中产生一个定点型设计：一个定点的M文件和一个 报告。之后单击“Verify Fixed Point”验证定点模型， AccelDSP将会调用Matlab来对产生的定点设计进行仿真， 并存入报告文档。 AccelDSP软件设计步骤-- AccelDSP量化方法 产生定点模式时，产生一个Matlab的M文件是 AccelDSP缺省设置的，还可以通过AccelDSP图形界面修 改参数，产生一个C++格式的定点模型。 3．验证定点模型 AccelDSP中调用Matlab对所产生的定点模型进行仿真 非常容易，只需通过用户图形交互界面(GUI)即可自动完 成定点模型的验证。因为量化过程是将无限长的浮点数截 断变为一定长度的定点数，所以量化结果与原数据相比一 定会出现误差。因此，在验证完成之后需要将定点模型的 设计结果与之前Matlab中浮点模型的设计结果进行对比， 判断所得的定点模型的结果是否符合设计需要