Fixed-Point Designer

Modellierung und Optimierung von Festkomma- und Gleitkomma-Algorithmen

 

Fixed-Point Designer™ bietet Datentypen und Tools zur Entwicklung von Festkomma-Algorithmen und Algorithmen mit einfacher Gleitkomma-Präzision für eine optimierte Leistung auf eingebetteter Hardware. Fixed-Point Designer analysiert Ihren Entwurf und schlägt Datentypen und Attribute vor, wie z. B. Wortlänge und Skalierung. Sie können detaillierte Datenattribute wie z. B. Rundungsmodus und Überlaufaktion angeben und dabei Daten mit einfacher Präzision mit Festkomma-Daten kombinieren. Sie können bitgenaue Simulationen durchführen, um die Auswirkungen beschränkter Bereiche und Genauigkeiten zu beobachten, ohne die Hardware-Implementierung des Entwurfs durchführen zu müssen.

Fixed-Point Designer ermöglicht die Umwandlung von doppelgenauen Algorithmen in Algorithmen mit einfacher Genauigkeit oder in eine Festkomma-Darstellung. Sie können Datentypen erstellen und optimieren, die den numerischen Genauigkeitsanforderungen und den Beschränkungen der Ziel-Hardware entsprechen. Sie können die Bereichsanforderungen für Ihren Entwurf mittels mathematischer Analyse oder instrumentierter Simulation festlegen. Fixed-Point Designer bietet Apps und Tools, die Ihnen als Leitfaden für den Datenumwandlungsprozess zur Verfügung stehen und Ihnen die Möglichkeit geben, die Festkomma-Ergebnisse mit den Gleitkommazahlen des Basis-Entwurfs zu vergleichen.

Fixed-Point Designer unterstützt die C-, HDL- und SPS-Codegenerierung.

Jetzt Loslegen:

Erkundung von Datentypen

Erkunden Sie Gleitkomma- und Festkomma-Datentypen, um den Trade-Off für die numerische Genauigkeit zu analysieren.

Festkomma-Spezifikation

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.

Angeben eines Festkomma-Datentyps und aller seiner Eigenschaften, wie z. B. des Rundungsmodus.

Gleitkomma-Simulation

Emulieren Sie das Verhalten der Zielhardware 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®.

Vergleich einer Simulation mit einfacher Genauigkeit mit einem Basis-Entwurf mit doppelter Genauigkeit.

Instrumentierung und Visualisierung

Sammeln Sie Simulationsdaten und Statistiken durch automatische modellweite Instrumentierung. Verwenden Sie Visualisierungen, um Ihre Entwürfe zu untersuchen und zu analysieren.

Visualisierung von Signalbereichen und Histogrammdaten.

Analyse abgeleiteter Bereiche

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.

Ableiten von Bereichen mithilfe von Entwurfsbereichen.

Automatisierte Festlegung von Datentypen

Quantisieren und optimieren Sie Ihre Entwürfe mit Festkomma- und Gleitkomma-Datentypen.

Festkomma-Quantisierung

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.

Umwandeln eines Gleitkomma-Modells mit dem Fixed-Point Tool.

Gleitkomma-Quantisierung

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.

Automatische Konvertierung mit dem Single Precision Converter.

Datentyp-Optimierung

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.

Implementierung auf Embedded-Systemen

Erkunden Sie die Trade-Offs bei der Implementierung, und optimieren Sie Ihre Entwürfe mit Algorithmen, die für Embedded-Systeme effizient sind.

Funktionsapproximation und Komprimierung der Lookup-Tabelle

Approximieren Sie mathematisch komplexe Funktionen, wie z. B. sqrt, exp oder komplexe Subsysteme, mit einer optimalen Lookup-Tabelle. Verringern Sie die Arbeitsspeichernutzung vorhandener Lookup-Tabellen, indem Sie die Datenpunkte und Datentypen reduzieren.

Generierung von bitgenauem Code

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. Analyse und Verifikation eines Festkomma-Algorithmus basieren auf bitgenauen Darstellungen.

Verifikation des bitgenauen Verhaltens des generierten Codes in einem Simulator.

HDL-optimierte Matrix-Blöcke

Simulink®-Blöcke, die Designpattern für Systeme aus linearen Gleichungen und Core-Matrix-Operationen wie die QR-Zerlegung für eine hardwareeffiziente Implementierung auf FPGAs modellieren.

Bibliotheksblock, der HDL-optimierte Designpattern für die QR-Zerlegung bereitstellt.

Tests und Debugging

Analysieren, testen und debuggen Sie das numerische Verhalten Ihrer Algorithmen.

Erkennung von Überlauf und Genauigkeitsverlust

Identifizieren, verfolgen und debuggen Sie schnell die Auslöser für Überlauf, Genauigkeitsverlust und überflüssige Bereiche oder Genauigkeiten, und vergleichen Sie sie mit dem idealen Gleitkomma-Verhalten. Durch bitgenaue Übereinstimmung werden viele Vorteile von Model-Based Design maximiert, wie z. B. die Möglichkeit, Probleme früh im Workflow zu entdecken.

Ermitteln der Ursache eines Überlaufs.

Testen numerischer Randfälle

Generieren Sie numerisch umfangreiche Festkomma- und Gleitkommawerte, um Grenzfälle wie Werte nahe an Grenzen oder denormale Zahlen für die numerische Konsistenz Ihrer Algorithmen zu testen. Erzeugen Sie eine Kombination aus Signalen unterschiedlicher Größe oder Komplexität sowie Ganzzahl-, Gleitkomma- oder Festkomma-Datentypen.

Generieren Sie Testdaten mit den Datengenerierungs-APIs.

Neue Funktionen

Fixed-Point Tool

Vorschlagen von Datentypen anhand mehrerer Simulationsszenarien im Fixed-Point Tool

Wiederherstellungspunkt

Wiederherstellung eines Modells auf das ursprüngliche Design

Optimierung der Lookup-Tabelle

Zulassen von Tabellenwerten außerhalb der Kurve in optimierten Lookup-Tabellen

Datentyp-Optimierung

Angeben mehrerer Simulationsszenarien für die Datentyp-Optimierung

Machine Learning mit begrenzter Genauigkeit

Quantisieren und Generieren von Festkomma-Code in C/C++ für ein trainiertes SVM-Modell

Bitmuster für Tests

Generieren von Simulationseingaben, um den gesamten Bit-Betriebsbereich für Ihr Design zu testen

Datentyp mit halber Genauigkeit

Design und Simulation von Systemen mit halber Genauigkeit in MATLAB

Details zu diesen Merkmalen und den zugehörigen Funktionen finden Sie in den Versionshinweisen.

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