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直接ルックアップ テーブルを使用した関数の近似

ルックアップ テーブル オプティマイザーを使用して、Simulink® ブロックまたは関数を近似する直接ルックアップ テーブルを生成できます。直接ルックアップ テーブルは、計算が不要のためハードウェアに効率的に実装できます。

2 次元直接ルックアップ テーブルによる近似の生成

近似を生成する関数を指定する FunctionApproximation.Problem オブジェクトを作成します。直接ルックアップ テーブルを生成するには、FunctionApproximation.Options オブジェクトで内挿法を None に設定します。

problem = FunctionApproximation.Problem('atan2');
problem.InputTypes = [numerictype(0,4,2) numerictype(0,8,4)];
problem.OutputType = fixdt(0,8,7);
problem.Options.Interpolation = "None";
problem.Options.AbsTol = 2^-4;
problem.Options.RelTol = 0;
problem.Options.WordLengths = 1:8;

solve メソッドを使用して最適なルックアップ テーブルを生成します。

solution = solve(problem)
|  ID |  Memory (bits) | Feasible |   Table Size | Intermediate WLs | TableData WL |             Error(Max,Current) | 
|   0 |          32768 |        1 |     [16 256] |            [4 8] |            8 |     6.250000e-02, 3.902460e-03 |
|   1 |          28672 |        1 |     [16 256] |            [4 8] |            7 |     6.250000e-02, 7.811287e-03 |
|   2 |          24576 |        1 |     [16 256] |            [4 8] |            6 |     6.250000e-02, 1.561990e-02 |
|   3 |          16384 |        1 |     [16 128] |            [4 7] |            8 |     6.250000e-02, 6.242016e-02 |
|   4 |          16384 |        0 |      [8 256] |            [3 8] |            8 |     6.250000e-02, 4.636476e-01 |
|   5 |          32768 |        1 |     [16 256] |            [5 8] |            8 |     6.250000e-02, 3.902460e-03 |
|   6 |          20480 |        1 |     [16 256] |            [4 8] |            5 |     6.250000e-02, 3.123983e-02 |
|   7 |          14336 |        1 |     [16 128] |            [4 7] |            7 |     6.250000e-02, 5.707978e-02 |
|   8 |          14336 |        0 |      [8 256] |            [3 8] |            7 |     6.250000e-02, 4.636476e-01 |
|   9 |          28672 |        1 |     [16 256] |            [5 8] |            7 |     6.250000e-02, 7.811287e-03 |
|  10 |          16384 |        1 |     [16 256] |            [4 8] |            4 |     6.250000e-02, 6.242911e-02 |
|  11 |          12288 |        1 |     [16 128] |            [4 7] |            6 |     6.250000e-02, 5.870371e-02 |

Best Solution
|  ID |  Memory (bits) | Feasible |   Table Size | Intermediate WLs | TableData WL |             Error(Max,Current) |
|  11 |          12288 |        1 |     [16 128] |            [4 7] |            6 |     6.250000e-02, 5.870371e-02 |


solution = 

  1x1 FunctionApproximation.LUTSolution with properties:

          ID: 11
    Feasible: "true"

compare メソッドを使用して元の関数と近似の出力を比較します。

compare(solution);

approximate メソッドを使用して、生成された直接ルックアップ テーブルを含む Simulink™ サブシステムを生成します。

approximate(solution)

直接ルックアップ テーブルによるサブシステムの近似の生成

この例では、直接ルックアップ テーブルで Simulink™ サブシステムを近似する方法を説明します。

近似するサブシステムを含むモデルを開きます。

functionToApproximate = 'ex_direct_approximation/MathExpression';
open_system('ex_direct_approximation');

直接ルックアップ テーブルを生成するには、内挿法を None に設定します。

problem = FunctionApproximation.Problem(functionToApproximate);
problem.Options.Interpolation = 'None';
problem.Options.RelTol = 0;
problem.Options.AbsTol = 0.2;
problem.Options.WordLengths = [7 8 9 16];
solution = solve(problem);
|  ID |  Memory (bits) | Feasible |   Table Size | Intermediate WLs | TableData WL |             Error(Max,Current) | 
|   0 |        2097152 |        1 |        65536 |               16 |           32 |     2.000000e-01, 0.000000e+00 |
|   1 |         458752 |        1 |        65536 |               16 |            7 |     2.000000e-01, 3.173828e-02 |
|   2 |         524288 |        1 |        65536 |               16 |            8 |     2.000000e-01, 1.611328e-02 |
|   3 |           3584 |        1 |          512 |                9 |            7 |     2.000000e-01, 1.093750e-01 |
|   4 |           1792 |        1 |          256 |                8 |            7 |     2.000000e-01, 1.872559e-01 |

Best Solution
|  ID |  Memory (bits) | Feasible |   Table Size | Intermediate WLs | TableData WL |             Error(Max,Current) |
|   4 |           1792 |        1 |          256 |                8 |            7 |     2.000000e-01, 1.872559e-01 |

元のサブシステムの動作をルックアップ テーブルの近似と比較します。

compare(solution);

ルックアップ テーブルの近似を含む新しいサブシステムを生成します。

approximate(solution);

元のサブシステムを、ルックアップ テーブルの近似を含む新しいサブシステムで置き換えます。

replaceWithApproximate(solution);

関数 revertToOriginal を使用してモデルを元の状態に戻すことができます。この関数では元のサブシステムがモデルに戻ります。

revertToOriginal(solution);