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Simulink での固定小数点行列演算

効率的な HDL コード用に最適化された CORDIC ベースの固定小数点の行列ソルバーと行列分解ブロック

Fixed-Point Designer™ の HDL Optimized ブロックのライブラリを使用して、CORDIC ベースの固定小数点の行列演算を実行し、効率的な HDL コードを生成します。これらのブロックは、連立線形方程式の設計パターンをモデル化し、QR 分解や特異値分解などの主要な行列演算を実行して、FPGA 実装のハードウェア効率を向上します。用途に適したブロックの選択に関するヘルプについては、Choose a Block for HDL-Optimized Fixed-Point Matrix Operationsを参照してください。Fixed-Point Designer に付属の関数を使用して、線形システム ソルバーと行列因数分解ブロックの最適な固定小数点データ型を解析的に判別します。HDL Coder™ を使用して、これらのブロックを含む設計の HDL コードを生成します。

これらのアルゴリズムの MATLAB® ベースの実装については、MATLAB での固定小数点行列演算を参照してください。MATLAB と Simulink® における算術演算の CORDIC ベースおよびその他の組み込み効率の良い実装については、MATLAB と Simulink における固定小数点算術演算を参照してください。

ブロック

すべて展開する

AX = B の求解

Real Burst Matrix Solve Using QR DecompositionQR 分解を使用した実数値の行列のために、方程式 Ax = Bx の値を計算する
Complex Burst Matrix Solve Using QR DecompositionQR 分解を使用した複素数値の行列のために、方程式 Ax = Bx の値を計算する
Real Partial-Systolic Matrix Solve Using QR DecompositionQR 分解を使用した実数値の行列のために、方程式 Ax = Bx の値を計算する
Complex Partial-Systolic Matrix Solve Using QR DecompositionQR 分解を使用した複素数値の行列のために、方程式 Ax = Bx の値を計算する
Systolic Matrix Solve Using QR DecompositionCompute value of X in the equation AX = B using QR decomposition (R2024a 以降)

A'AX = B の求解

Real Burst Matrix Solve Using Q-less QR DecompositionQ-less QR 分解を使用した実数値の行列のために、方程式 A'AX = BX の値を計算する
Complex Burst Matrix Solve Using Q-less QR DecompositionQ-less QR 分解を使用した複素数値の行列のために、方程式 A'AX = BX の値を計算する
Real Burst Asynchronous Matrix Solve Using Q-less QR Decomposition非同期の Q-less QR 分解を使用した実数値の行列のために、方程式 A'AX = BX の値を計算する (R2022b 以降)
Complex Burst Asynchronous Matrix Solve Using Q-less QR Decomposition非同期の Q-less QR 分解を使用した複素数値の行列のために、方程式 A'AX = BX の値を計算する (R2022b 以降)
Real Partial-Systolic Matrix Solve Using Q-less QR DecompositionQ-less QR 分解を使用した実数値の行列のために、方程式 A'AX = BX の値を計算する
Complex Partial-Systolic Matrix Solve Using Q-less QR DecompositionQ-less QR 分解を使用した複素数値の行列のために、方程式 A'AX = BX の値を計算する

無限大の tall 行列を使用した A'AX = B の求解

Real Burst Matrix Solve Using Q-less QR Decomposition with Forgetting Factor非同期の Q-less QR 分解を使用した無限の行数をもつ実数値の行列のために、方程式 A'AX = BX の値を計算する (R2022b 以降)
Complex Burst Matrix Solve Using Q-less QR Decomposition with Forgetting Factor非同期の Q-less QR 分解を使用した無限の行数をもつ複素数値の行列のために、方程式 A'AX = BX の値を計算する (R2022b 以降)
Real Partial-Systolic Matrix Solve Using Q-less QR Decomposition with Forgetting FactorQ-less QR 分解を使用した無限の行数をもつ実数値の行列のために、方程式 A'AX = BX の値を計算する
Complex Partial-Systolic Matrix Solve Using Q-less QR Decomposition with Forgetting FactorQ-less QR 分解を使用した無限の行数をもつ複素数値の行列のために、方程式 A'AX = BX の値を計算する

QR 分解

Real Burst QR Decomposition実数値の行列の QR 分解
Complex Burst QR Decomposition複素数値の行列の QR 分解
Real Partial-Systolic QR Decomposition実数値の行列の QR 分解
Complex Partial-Systolic QR Decomposition複素数値の行列の QR 分解
Systolic QR DecompositionQR decomposition for matrices (R2024a 以降)

Q-less QR 分解

Real Burst Q-less QR Decomposition実数値の行列の Q-less QR 分解
Complex Burst Q-less QR Decomposition複素数値の行列の Q-less QR 分解
Real Burst Q-less QR Decomposition Whole R Output実数値の行列の Q-less QR 分解 (R2022b 以降)
Complex Burst Q-less QR Decomposition Whole R Output複素数値の行列の Q-less QR 分解 (R2022b 以降)
Real Partial-Systolic Q-less QR Decomposition実数値の行列の Q-less QR 分解
Complex Partial-Systolic Q-less QR Decomposition複素数値の行列の Q-less QR 分解

忘却係数を使用する Q-less QR 分解

Real Burst Q-less QR Decomposition with Forgetting Factor Whole R Output無限の行数をもつ実数値の行列の Q-less QR 分解 (R2022b 以降)
Complex Burst Q-less QR Decomposition with Forgetting Factor Whole R Output無限の行数をもつ複素数値の行列の Q-less QR 分解 (R2022b 以降)
Real Partial-Systolic Q-less QR Decomposition with Forgetting Factor無限の行数をもつ実数値の行列の Q-less QR 分解
Complex Partial-Systolic Q-less QR Decomposition with Forgetting Factor無限の行数をもつ複素数値の行列の Q-less QR 分解

特異値分解

Square Jacobi SVD HDL OptimizedFixed-point singular value decomposition (R2023a 以降)
Non-Square Jacobi SVD HDL OptimizedFixed-point singular value decomposition (R2023b 以降)

関数

すべて展開する

fixed.qrFixedpointTypesDetermine fixed-point types for transforming A and R and B to C=Q'B in-place, where QR=A is QR decomposition of A (R2021b 以降)
fixed.qlessqrFixedpointTypesDetermine fixed-point types for transforming A to R in-place, where R is upper-triangular factor of QR decomposition of A, without computing Q (R2021b 以降)
fixed.realQRMatrixSolveFixedpointTypesDetermine fixed-point types for matrix solution of real-valued AX=B using QR decomposition (R2021b 以降)
fixed.complexQRMatrixSolveFixedpointTypesDetermine fixed-point types for matrix solution of complex-valued AX=B using QR decomposition (R2021b 以降)
fixed.realQlessQRMatrixSolveFixedpointTypesDetermine fixed-point types for matrix solution of real-valued A'AX=B using QR decomposition (R2021b 以降)
fixed.complexQlessQRMatrixSolveFixedpointTypesDetermine fixed-point types for matrix solution of complex-valued A'AX=B using QR decomposition (R2021b 以降)
fixed.realSingularValueLowerBoundEstimate lower bound for smallest singular value of real-valued matrix (R2021b 以降)
fixed.complexSingularValueLowerBoundEstimate lower bound for smallest singular value of complex-valued matrix (R2021b 以降)
fixed.singularValueUpperBoundUpper bound of largest singular value of matrix (R2022b 以降)
fixed.realConditionNumberUpperBoundEstimate of upper bound for 2-norm condition number of real-valued matrix (R2022b 以降)
fixed.complexConditionNumberUpperBoundEstimate of upper bound for 2-norm condition number of complex-valued matrix (R2022b 以降)
fixed.forgettingFactorCompute forgetting factor required for streaming input data (R2021b 以降)
fixed.forgettingFactorInverseCompute the inverse of the forgetting factor required for streaming input data (R2021b 以降)
fixed.realQuantizationNoiseStandardDeviation実数値信号における量子化ノイズの標準偏差の推定 (R2021b 以降)
fixed.complexQuantizationNoiseStandardDeviation複素数値信号における量子化ノイズの標準偏差の推定 (R2021b 以降)
embblk.latency.systolicQRBlockTimingCompute minimum number of cycles between valid input samples and latency of Systolic QR Decomposition block (R2024a 以降)
embblk.latency.systolicQRMatrixSolverBlockTimingCompute minimum number of cycles between valid input samples and latency of Systolic Matrix Solve Using QR Decomposition block (R2024a 以降)
embblk.latency.cordicSqrtHDLOptimizedLatencyCompute latency and total number of iterations of CORDIC Square Root HDL Optimized block (R2024a 以降)

ツール

データ型エージェントRecommends fixed-point data types for Fixed-Point Designer blocks (R2025a 以降)

トピック

一般

線形システム ソルバー: AX = B の求解

線形システム ソルバー: A'AX = B の求解

線形システム ソルバー: 無限大の tall 行列を使用した A'AX = B の求解

行列の因数分解: QR 分解

行列の因数分解: Q-less QR 分解

行列の因数分解: 忘却係数を使用する Q-less QR 分解

行列の因数分解: 特異値分解

線形システム ソルバーと行列の因数分解の固定小数点データ型を解析的に判別

注目の例