Fixed-Point Designer
Modellierung und Optimierung von Festkomma- und Gleitkomma-Algorithmen
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Der Fixed-Point Designer bietet Datentypen und Tools zur Optimierung und Implementierung von Festkomma- und Gleitkomma-Algorithmen auf Embedded-Hardware. Er umfasst Festkomma- und Gleitkomma-Datentypen sowie zielspezifische numerische Einstellungen. Mit dem Fixed-Point Designer können Sie zielbezogene Simulationen durchführen, die für Festkommazahlen bitgenau sind. Dann können Sie Quantisierungseffekte wie Überlauf und Genauigkeitsverlust testen und sie beheben, bevor Sie das Design auf der Hardware implementieren.
Der Fixed-Point Designer bietet Apps und Tools, mit denen Sie doppeltgenaue Algorithmen analysieren und in Gleitkomma- oder Festkomma-Algorithmen mit reduzierter Genauigkeit konvertieren können. Mit Optimierungstools können Sie Datentypen auswählen, die Ihren Anforderungen an die numerische Genauigkeit und den Randbedingungen der Target-Hardware entsprechen. Zur effizienten Implementierung können Sie rechenintensive Konstrukte in Ihrem Entwurf durch hardware-optimale Muster wie komprimierte Lookup-Tabellen ersetzen.
Sie können C- und HDL-Code für die Produktion direkt aus Ihren für Festkomma und Gleitkomma optimierten Modellen generieren.
Spezifizieren Sie die Festkomma-Eigenschaften Ihres Entwurfs mit anwendungsspezifischen Wortlängen, Binärkomma-Skalierung und beliebiger Slope-and-Bias-Skalierung, und steuern Sie Details wie Rundungsmodus und Überlaufaktion.
Emulieren Sie das Verhalten der Target-Hardware für denormale Gleitkommazahlen, wie z. B. Flush-to-Zero (Denorms werden auf Null gesetzt), bei der Simulation und Codegenerierung. Simulieren Sie Gleitkommazahlen mit begrenzter Genauigkeit mit dem Datentyp fp16 (halbe Genauigkeit) in MATLAB und Simulink.
Sammeln Sie Simulationsdaten und Statistiken durch automatische modellweite Instrumentierung. Sammeln Sie Bereichsdaten, um Ihre Entwürfe zu untersuchen und zu analysieren. Verwenden Sie Visualisierungen, um Ihren Entwurf im Hinblick auf eine effiziente Nutzung der Hardwareressourcen zu optimieren.
Leiten Sie Signalbereiche anhand einer mathematischen Analyse Ihres Entwurfs ab, und bestimmen Sie die Worst-Case-Bereiche oder Randfälle, ohne umfassende Simulations-Testbenches erstellen zu müssen. Mithilfe der abgeleiteten Bereiche können Sie sicherstellen, dass Ihr Entwurf Überlauf verhindert oder mit allfälligem Überlauf umgehen kann.
Erkunden Sie verschiedene Festkomma-Datentypen und die Auswirkungen ihrer Quantisierung auf das numerische Verhalten Ihres Systems mithilfe eines geführten Workflows. Überwachen Sie den dynamischen Bereich der Variablen in Ihrem Entwurf, und stellen Sie sicher, dass sich der Algorithmus innerhalb von Gleitkomma- und Festkomma-Darstellungen nach der Konvertierung einheitlich verhält.
Konvertieren Sie einen Entwurf automatisch von doppelter zu einfacher Genauigkeit, und analysieren Sie die Auswirkungen der Gleitkomma-Darstellung mit begrenzter Genauigkeit sowie der Quantisierung bei einfacher Genauigkeit.
Untersuchen Sie automatisch verschiedene Festkomma-Konfigurationen, um die optimalen heterogenen Datentypen auszuwählen und gleichzeitig die zulässigen Toleranzen für das numerische Verhalten Ihres Systems einzuhalten. Die Optimierung dient dazu, mithilfe von Festkomma-Datentypen die Gesamtbitbreite zu minimieren, um einen effizienten Entwurf zu erzielen.
Approximieren Sie mathematisch komplexe Funktionen (wie z. B. sqrt und exp) oder komplexe Subsysteme mit einer optimalen Lookup-Tabelle. Komprimieren Sie vorhandene Lookup-Tabellen, um die Arbeitsspeichernutzung zu verringern, indem Sie Datenpunkte und Datentypen optimieren.
Sorgen Sie für bitgenaue Übereinstimmung im gesamten Model-Based Design von der Simulation bis zur Codegenerierung, einschließlich Beschleunigung sowie Prozessor-in-the-Loop- und Software-in-the-Loop-Simulationen. Analysieren und verifizieren Sie Festkomma-Algorithmen, die auf bitgenauen Darstellungen basieren. Generieren Sie effizienten Code aus Entwürfen mit reduzierter Genauigkeit, einschließlich Entwürfen mit Datentypen mit halber Genauigkeit.
Greifen Sie auf eine Festkomma-HDL-Bibliothek von Simulink-Blöcken zu, die Designmuster für Systeme aus linearen Gleichungen und Core-Matrix-Operationen wie die QR-Zerlegung für eine hardwareeffiziente Implementierung auf FPGAs modellieren. Generieren Sie HDL-Code für Entwürfe, die diese Blöcke nutzen, mit dem HDL Coder.
Identifizieren, verfolgen und debuggen Sie Auslöser für Überlauf, Genauigkeitsverlust und verlorene Bereiche oder Genauigkeit in kürzester Zeit, und vergleichen Sie Ihren Entwurf mit dem idealen Gleitkomma-Verhalten. Durch bitgenaue Übereinstimmung Ihres Modells und Codes werden viele Vorteile von Model-Based Design maximiert, und Sie können solche Probleme früh im Workflow entdecken.
Generieren Sie numerisch umfangreiche Festkomma- und Gleitkommawerte, wie grenznahe Werte oder denormale Zahlen, um Randfälle Ihrer Algorithmen auf numerische Konsistenz zu testen. Generieren Sie Kombinationen von Signalen mit variierenden Dimensionen und unterschiedlicher Komplexität sowie mit Ganzzahl-, Gleitkomma- oder Festkomma-Datentypen.