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  • 介绍了MATLAB语言的程序设计的基本内容,在...由浅入深介绍了模块封装技术,电力系统模块集,非线性系统设计模块集,S-函数编写与应用,Stateflow有限状态机,虚拟现实工具箱等高级使用方法,最后还介绍了半实物仿...

    介绍了MATLAB语言的程序设计的基本内容,在此基础上系统介绍了系统仿真所必要的数值计算方法及MATLAB实现,并以Simulink为主要工具介绍了系统仿真方法与技巧,包括连续系统,离散系统,随机输入系统和复数系统的仿真,由浅入深介绍了模块封装技术,电力系统模块集,非线性系统设计模块集,S-函数编写与应用,Stateflow有限状态机,虚拟现实工具箱等中高级使用方法,最后还介绍了半实物仿真技术与实时控制技术。

    目录
    第1章 系统仿真技术与应用
    第2章 MATLAB语言程序设计基础
    第3章 MATLAB语言在现代科学运算中的应用
    第4章 MATLAB/Simulink下数学模型建立与仿真
    第5章 Simulink常用模块介绍与应用技巧
    第6章 Simulink仿真的高级技术
    第7章 半实物仿真与快速原型设计技术

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    ...

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  • Matlab中Stateflow应用

    2012-12-02 16:09:44
    Matlab中Stateflow应用,Statefolw 是一种图形化的设计开发工具,是有限状态机的图形实现工具,有人称之为状态流。主 要用于simulink 中控制和检测逻辑关系的。用户可以在进行Simulink 仿真时,使用这种图形化的工 具...
  • FPGA设计经常用到一些控制逻辑,如有限状态机(FSM),如果用各种block搭建一个FSM比较麻烦。System Generator支持调用MATLAB代码,通常可以编写MATLAB代码来实现FSM等控制逻辑,通过MCode block调用到System ...

    本文是该系列的第9篇。FPGA设计中经常用到一些控制逻辑,如有限状态机(FSM),如果用各种block搭建一个FSM比较麻烦。System Generator支持调用MATLAB代码,通常可以编写MATLAB代码来实现FSM等控制逻辑,通过MCode block调用到System Generator设计中。

    本文将使用MATLAB代码设计一个FSM,对“1011”这个序列进行检测。序列检测应该是很多Verilog/VHDL学习者在学习FSM时接触到的一个简单设计。本文将以该设计在System Generator中的实现为主题,介绍MCode的使用。


    本设计使用到的block

    1.Xilinx block:
    • MCode(->Index):调用MATLAB函数
    2.其它block:
    • Repeating Sequence Stair(Simulink->Sources):生成序列

    这里给出了设计中用到的所有block在库中的路径,后文不再提及(前文用过的block没有给出;同一block会包含在多个库中,为了寻找方便这里只列出一个路径)。


    System Generator设计流程

    新建一个文件夹,启动System Generator,建立一个空的Simulink模型(seq_detect.slx)。设置一组二进制序列,对序列中的“1011”进行检测,完成FSM及MATLAB代码的设计。

    1.生成二进制序列

    将Repeating Sequence Stair添加到model中:
    这里写图片描述
    该block可以产生重复的离散时间序列,在Vector of output values中设置一组序列(该值不是必须设置为0或1,只是本设计要检测二进制序列)。Signal Attributes->Output data type中可以设置输出数据的类型,这里设置为Boolean
    设置完毕后,该block在model中的图标会显示一个大致的波形,可以据此判断设置是否正确。

    2.序列检测器设计

    添加System Generator必要的block:一个Gateway In(数据类型设置为boolean)、一个Gateway Out和一个System Generator(选择创建testbench)。

    再添加一个Mcode block。双击打开block的属性窗口:
    这里写图片描述
    点击Browse选择需要调用M文件,这里先在M文件中声明函数“function matched = state_machine(din)”,din为输入二进制数据流,matched为检测匹配结果(1表示检测到1组“1011”)。

    设置完毕后,该block在model中的图标会更换为对应的函数名称及输入/输出接口。再添加1个scope观察二进制序列与检测结果。model连接图如下:
    这里写图片描述
    由于此设计中都为单bit信号,因此数据类型都设置成了布尔类型。

    3.有限状态机设计

    设计的FSM如下:
    这里写图片描述
    为了让读者更容易理解,这里给出了详细的状态转移过程说明(S0-S1的转换记作01,其余类似):

    1. S0为起始态,S4为终止态(matched只会在S4时为1,其它状态都为0);
    2. S0检测到1时表示一帧序列的开始,01-12-23-34组成1011;
    3. S1为1时,仍然可能是一帧序列的开始,11-12-23-34组成1011;
    4. 由于只有S1为0时才会跳转到 S2,因此S2为0表明检测失败,重新返回S0状态开始检测;
    5. 23为0且S3为1时可能是一帧序列的开始,23-32-23-34组成1011;
    6. S4为1时可能是一帧序列的开始,41-12-23-34组成1011;S4为0时返回到S0状态重新开始检测。

    4.MATLAB代码设计

    在MCode属性配置界面点击“Edit M-File”,根据上文设计的有效状态机编写对应的MATLAB代码。完整代码如下:

    function matched = state_machine(din)
    
    persistent state, state = xl_state(0,{xlUnsigned, 3, 0});
    
    switch state
        case 0
            if din == true
                state = 1;
            else
                state = 0;
            end
            matched = 0;
        case 1
            if din == false
                state = 2;
            else
                state = 0;
            end
            matched = 0;
        case 2
            if din == true
                state = 3;
            else
                state = 0;
            end
            matched = 0;
        case 3
            if din == true
                state = 4;
            else
                state = 2; 
            end
            matched = 0;
        case 4
            if din == false
                state = 0;
            else
                state = 1;
            end
            matched = 1;
        otherwise
            state = 0;
            matched = 0;
    end

    定义一个3Bits宽的(3-0)无符号(xlUnsigned)状态变量xl_state,使用switch语法控制状态之间的转移。由于3Bits位宽数据可表示0~7,而FSM状态只有0~4,所以一定要加上otherwise控制状态转移。

    System Generator并不是支持所有的MATLAB语法和格式,还有一部分为Xilinx自定义的函数和数据格式,这部分的详细内容(支持的所有MATLAB语法)都记录在ug958这篇文档中。具体可参考该文档,本系列的第10篇也会介绍其中相对重要的内容。

    5.将设计导出到FPGA

    在System Generator block中设置好Simulink采样周期,设置好运行时间,开始运行验证设计。这里介绍一个仿真运行时间的设计技巧:假设系统采样率为50MHz,示波器中只需要显示20个点即可,运行时间可设置为“20/50e6”。
    这里写图片描述
    可以看到每检测到一组“1011”序列后,便输出一个时钟周期的高电平。生成FPGA设计,在Vivado中进行仿真,结果与Simulink中仿真相同:
    这里写图片描述

    testbench的生成及Vivado示例工程的解析已在前面的文章中给出,这里不再赘述。

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     阿里再次申请注册虾米音乐商标,

     消息称后者将于明年关闭 

    据悉,阿里巴巴集团控股有限公司于11月25日申请注册 “虾米音乐”商标,涉国际分类教育娱乐、科学仪器。商标状态为 “注册申请中”,此前该公司注册过相关商标。11月下旬,有消息称虾米音乐主编和运营总监目前在北京开会,回去要执行一些人员变动。虾米音乐很可能将要解散。彼时,虾米音乐就 “明年1月关闭”关闭的传闻回应称,不予置评。阿里再次申请虾米音乐商标 

    据了解,虾米网属于杭州阿里巴巴音乐科技有限公司旗下。2013 年 1 月,虾米音乐被阿里巴巴集团收购。2015年3月与天天动听合并为阿里音乐,2019年6月由大文娱划入创新业务事业群。

    在音乐版权争夺战中,虾米音乐的大量歌曲下架,在线音乐基本形成了QQ音乐、网易云音乐两强并立的格局。

    这是要干嘛呢?f998620a41d12af074d5d77f479aca73.png

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     公厕取纸靠人脸识别 ,专家表示,

     一旦数据库泄露或被盗用就有风险

    最近,东莞一些公厕安装人脸识别供纸机,方便了大家免费取用厕纸,但人脸识别引起一些担忧。据了解,样机可在设定时间内自动删除人脸信息文件。专家表示:在本机没存储并不代表在系统内没存储,一旦数据库泄露或被盗用就有风险。

    网友纷纷表示怕信息被泄漏的担忧

    @蜀黍家 :这个可以,但没必要,总感觉怪怪的呢?

    @shmily47489 :取个纸还要人脸识别?这也太容易信息泄露了。

    @浅陌琉璃殇 :人脸识别,真的安全吗?

    真的安全吗?真有必要吗?4ed515bfac355697dfd82e6aeac805fc.png

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     苹果年内或再次召开发布会,

     有望带来新款硬件产品 

    据MacRumor报道,苹果今年可能还有一场发布会,届时有望带来新款硬件产品。一份内部备忘录显示,苹果供应商得知,苹果计划在太平洋时间12月8日星期二5:30进行与AppleCare相关的更改。备忘录内容显示,苹果建议技术人员为新产品的SKU,新/更新的产品描述以及新/更新的产品定价做好准备。

    此外,知名爆料者L0vetodream曾表示苹果准备在圣诞节前推出一款惊喜产品,附言表示是一款冬季专用的产品。有网友猜测可能会是:iGloves、AirTags、AirPod Studios 等。当然,既然是适合在冬天使用,那么拥有耳罩的AirPods Studio耳机则成为了可能性最高的存在,但目前仍无其他爆料信息。(IT之家)

    一个月来一次吗?a93863ef4375c83e617bab183eedd45e.pngbe59d2f3fdb49f2c6af422a18aa0000d.pngb1f092b2c71411a1ea417c28a2fb2b61.png

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     里程碑式突破!

     中国量子计算原型机九章问世   

    我国科学家4日宣布构建了76个光子的量子计算原型机“九章”。以速度来看,求解数学算法高斯玻色取样的速度只需200秒,而目前的超级计算机要用6亿年。这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。国际学术期刊《科学》4日发表了该成果。

    厉害了!

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  •   StateFlow有限状态机,再使用matlab时,可能有所感觉:一个简单的if语句或者++操作需要构建的过于复杂。但是引入状态机可以大大减少这种情况。   进入库函数模块可以看到这三个元件都是状态机的模块,一个个学习...

      在Command Window中键入sf可以进入,也可以通过Simulink库中的StateFlow子库进入.

      StateFlow有限状态机,再使用matlab时,可能有所感觉:一个简单的if语句或者++操作需要构建的过于复杂。但是引入状态机可以大大减少这种情况。

      进入库函数模块可以看到这三个元件都是状态机的模块,一个个学习:先看Chart模块。

    在这里插入图片描述

    1 Chart模块

    创建一个新的Chart模块,打开后,右键进入Properties进行设置。

    在这里插入图片描述

    界面左侧是一些Chart中使用的组件:

    在这里插入图片描述

    其中,每个模块之间都只有互斥(只有一个能够执行)和并行的关系。并行关系下右上角会有执行顺序标识。

    在这里插入图片描述

    其中被模块分成了不同的级别,同属于一个模块下的内容是一个级别,如果需要设置并行和互斥关系。在需要设置的级别空白处右键选择Decomposition进行选择并行和互斥关系。

    在这里插入图片描述

    State模块有一些关键字可以进行定义进入和这些模块后执行的动作:

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    利用上面的知识可以搭建一个简单的模型,看一下流程图的概念。

    在这里插入图片描述

    首先搭建如上图所示的简单模型,s是条件,light是动作结果。这是模拟了开关灯的一个过程,开灯(s=1)很明显需要我们给定,light需要程序进行运行出来相关的结果。此时进入Model Explorer中进行相关的设置。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    然后在Simulink中加入相关的外部模块,给定与显示输入输出。

    在这里插入图片描述

    仿真结果如下。改变s的值,可以相应的改变light的值。

    在这里插入图片描述

    将上述流程加以改造,加入事件。Open_switch(Close_Switch),b并在Model Exporer中进行定义。这里要注意定义的输入端口与demux输入应该保持一致。

    在这里插入图片描述

    然后搭建一下电路,Input3是用来激活模块。可以知道这时候,不仅仅要s=1,并且需要上升沿(Open_switch事件设置的触发的上升沿)才能触发light=1。类似数电中的上升沿才能锁存相应的信号。

    在这里插入图片描述

    为了可以更好的书写流程,StateFlow引入了连接节点的概念。点击Parretn可以设置出来以下的多种结构。

    在这里插入图片描述

    也可以自己为连线增加条件,鼠标放置在两个连接点的连线上会自动出来如下标识,默认一个节点多个分支的情况下,会优先执行有条件的那个分支。:

    在这里插入图片描述

    如图,搭建以下分支,等同于C代码:

    if (x<0)
        y=abs(x);
    else
        y=x;
    

    在这里插入图片描述

    在Model Explorer中设置相关的data的属性,给定输入和输出。这里输入给定的是1Hz的正弦波。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    现在结合第一个开关灯的状态,若在开灯状态里面存在两个状态(A、B)代表亮度不同。那么我们若在设置了第一次亮度后,肯定不希望下一次开灯亮度又要再次调节。因此这里引入历史节点,即能够记忆最后一次退出的状态,尽管A是默认状态。但这时的状态由上一次退出时的状态决定:

    在这里插入图片描述

    2 模型实例搭建

    2.1 汽车状态判断

    构建如下的一个汽车状态判断逻辑电路,能够定义上面所产生的事件,进行运行,可以模拟换挡以及启停状态监测:

    在这里插入图片描述

    搭建完成后,可以直接点击运行,这时因为没有定义相关的data和event会弹出一个自动定义的界面,在上面进行相关修改即可快速添加:

    在这里插入图片描述

    构建外围电路,设置相关事件触发的装置运行时,将仿真时长改为inf(无限长),便可以操作观测实验现象:

    在这里插入图片描述

    2.2 媒体播放状态检测

     通过流程图可以进行观测媒体播放状态,这个例子引入了历史节点与状态检测,构建如下图所示的chart,可以看到在power_on中的状态转移流程图上有的没有触发条件(即表示任何事情都可以触发)。例如,若现在处于USB状态,若发送Open_CD(Open_Radio)之后都可以触发状态转移。

    在这里插入图片描述

      在状态上右键进去属性(Properties),修改状态输出,便可以在输出端口观测状态情况(布尔变量输出,为1表示在次状态)。

    在这里插入图片描述

      其中加入了历史节点,代表下一次进入power_on模块时,会重新直接进入上一次退出的那个状态。

     搭建外部电路如下图所示:

    在这里插入图片描述

    2.3 2837xd流水灯联机调试

      首先搭建以下的chart,这里led1和led2都是输出量。直接连接GPIO接口就可。

    在这里插入图片描述

      下图是led1和led2的输出波形图,图中标识的1.2.3.4与上图的执行流程对应。就这样循环3次之后,出循环,然后熄灭等,进入下一个循环。这里测试发现,在状态中会持续一个步长,在节点进行动作(3、4)又会花费一个步长。[步长设置为0.5s],相关参数的设置,请参照博客前面的文章叙述。

    在这里插入图片描述

      程序外围电路图:

    在这里插入图片描述

      这是将一个调试的技巧,下图中SIMULATION和HARDWARE中各自有一个RUN,SIMULINK中的RUN可以不连接硬件,直接跑软件运行结果,也就是也可以方便的调试chart模块输出。HARDWARE中的RUN是生成DSP的代码烧录进入DSP然后运行。

    在这里插入图片描述

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    千次阅读 2020-03-15 16:50:50
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    2017-12-28 08:41:59
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