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 Ziel-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.

Was ist der Fixed-Point Designer?

Screenshot des MATLAB Befehlsfensters nach Ausführung des Befehls "fi(pi)".

Festkomma-Modellierung

Evaluieren Sie Zielkonflikte bei der Leistung in numerischer Genauigkeit, indem Sie Festkomma-Algorithmen mit anwendungsspezifischen Wortlängen, Binärpunkt oder beliebiger Steigung und Bias-Skalierung simulieren. Kontrollieren Sie Details wie Rundungen und Überlauf-Modi.

Spezifizieren Sie Festkomma-Objekte in MATLAB und Simulink

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Übergang von einem Simulink-Blockdiagramm zu einem Bild eines Prozessors, das für das Konzept der „Bitgenauen Simulation und Codegenerierung“ steht.

Bitgenaue Codegenerierung

Erhalten Sie die bitgenaue Übereinstimmung zwischen Simulationsergebnissen und generiertem Code für Entwürfe mit reduzierter Genauigkeit aufrecht, um eine realitätsgetreue Bereitstellung von Algorithmen zu gewährleisten.

Festkomma-Codegenerierung

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Symbol der App "Deep Network Quantizer" wie im MATLAB App-Menü dargestellt.

Festkomma-KI-Modelle

Quantisieren Sie lernbare Parameter von Machine-Learning-Modellen und tiefen neuronalen Netzen zur Nutzung von Festkomma-Datentypen für die Vorbereitung des Einsatzes auf Geräten mit Ressourcenbeschränkung.

INT8-Quantisierung für neuronale Netze

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Histogrammdaten der Signalreichweite während der Modellsimulation.

Fehler frühzeitig erkennen

Erkennen und beheben Sie schnell die Ursachen für Überlauf, Präzisionsverluste sowie verschwendete Bereiche oder Präzision. Lösen Sie Probleme mit dem numerischen Verhalten früher im Workflow des Model-Based Design und senken Sie so die Entwicklungskosten.

Nutzung des Fixed-Point Tool zur Untersuchung des numerischen Verhaltens

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Dropdown-Menü mit einer Liste der verfügbaren Optionen für neue Workflows im Fixed-Point Tool.

Automatisierte Festlegung von Datentypen

Verbessern Sie die numerische Effizienz Ihrer Entwürfe mit automatischer Festkomma- und Gleitkomma-Datentypisierung. Untersuchen Sie die Auswirkungen der Quantisierung auf das numerische Verhalten mit geführten Konvertierungsworkflows.

Konvertierung eines Gleitkomma- in ein Festkomma-Modell

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Single Precision Converter, der ein Simulink Modell anzeigt, wurde erfolgreich zur Verwendung von Single-Precision-Datentypen konvertiert.

Integriertes Gleitkomma

Automatische Konvertierung von Designs von doppelter zu einfacher und halber Präzision zur Steigerung der Effizienz in integrierten Umgebungen. Emulieren Sie das Flush-to-Zero-Verhalten für denormalisierte Zahlen.

Spezifizieren des Single-Precision-Datentyps für integrierte Anwendungen

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Festkomma-Symbol über blauem V-Diagramm, einem gängigen Symbol für die Beschreibung für Model-Based Design.

Produktübergreifender Support

Integrieren Sie Festkommazahlen durchgängig in Ihre Entwicklungen, von der Modellierung bis zur endgültigen Bereitstellung. Nutzen Sie die integrierte Festkomma-Unterstützung für Signal- und Audioverarbeitungs- und Kommunikations-Workflows.

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Simulink-Modell des Systems mit Complex Burst QR Decomposition-Block.

HDL-optimierte Matrix-Blöcke

Greifen Sie auf eine Festkomma-HDL-Bibliothek von Simulink-Blöcken zu, die Entwurfsmuster für Systeme aus linearen Gleichungen und Core-Matrix-Operationen wie die QR-Zerlegung für eine hardwareeffiziente Implementierung auf FPGAs modellieren. Generieren Sie HDL-Code mit dem HDL Coder.

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Simulink-Modell eines Systems zur Steuerung der Kraftstoffmenge, das komprimierte Lookup-Tabellen für Pumpkonstante und Pumprate enthält.

Lookup-Tabellen-Komprimierung

Approximieren Sie mathematisch komplexe Funktionen oder komplexe Subsysteme mit einer optimalen Lookup-Tabelle. Komprimieren Sie vorhandene Lookup-Tabellen, um die Arbeitsspeicherlast zu verringern, indem Sie Datenpunkte und Datentypen optimieren.

Optimierung der Lookup-Tabelle (2:21)

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Produktressourcen:

Dokumentation Beispiele Videos Anforderungen Versionshinweise

VivaQuant beschleunigt die Entwicklung und Validierung eines eingebetteten Geräts für ambulante EKGs

„Mit MATLAB, MATLAB Coder und Fixed-Point Designer konnte unser kleines Team einen komplexen Echtzeit-Signalverarbeitungsalgorithmus entwickeln, ihn optimieren, um den Strom- und Speicherbedarf zu reduzieren, die Implementierung von Embedded Code beschleunigen und die für die Validierung von Medizinprodukten erforderlichen strengen Tests durchführen.“
Marina Brockway, VivaQuant

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