Rate Transition

異なるレートで動作しているブロック間の、データの伝達を処理

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ライブラリ:
Simulink / Signal Attributes
HDL Coder / Signal Attributes

説明

Rate Transition ブロックは、あるレートで動作しているブロックの出力データを、異なるレートで動作しているブロックの入力に伝達します。ブロックのパラメーターを使用して、データの整合性と、高速応答や省メモリ性がより高い確定的な転送とをトレードします。データの整合性と確定的データ転送の詳細については、Data Transfer Considerations (Simulink Coder)を参照してください。

遷移処理の動作

動作パラメーター設定メモ

  • データの整合性

  • データ転送の確定性

  • 最大レイテンシ

選択:

  • データ転送中の整合性を確保

  • 確定的にデータ転送を確保

  • 生成コードにおいて、信号 (幅の広い信号の要素を含む) のデータ バイトが同じタイム ステップからのものになるようにデータが転送されます。

  • あるレートから別のレートへのデータ転送の相対サンプル時間 (遅延) は同じになります。

  • コード ジェネレーターは ANSI® C コードのみを生成します。

  • ターゲット固有のクリティカルセクション保護は必要ありません。

  • データの整合性

  • 非確定的データ転送

  • 最小レイテンシ

  • より多くの必要メモリ量

選択:

  • データ転送中の整合性を確保

クリア:

  • 確定的にデータ転送を確保

  • 生成コードにおいて、信号 (幅の広い信号の要素を含む) のデータ バイトが同じタイム ステップからのものになるようにデータが転送されます。

  • あるデータ転送から次のデータ転送までのデータ転送の相対サンプル時間 (遅延) は異なることがあります。[データ転送中の整合性を確保] と [確定的にデータ転送を確保] を選択する場合に比べ、データの読み取りと書き込みを行うコードが頻繁に実行されます。最悪のシナリオでは [データ転送中の整合性を確保] と [確定的にデータ転送を確保] を選択する場合と同等の遅延が生じますが、遅延が短くなる可能性があり、このことが一部の用途において重要な意味をもつ場合があります。

  • 非同期レートとの間のデータ転送がサポートされます。

  • コード ジェネレーターは ANSI C コードのみを生成します。

  • ターゲット固有のクリティカルセクション保護は必要ありません。

  • 潜在的なデータ整合性損失

  • 非確定的データ転送

  • 最小レイテンシ

  • 省メモリ

クリア:

  • データ転送中の整合性を確保

  • 確定的にデータ転送を確保

  • コード ジェネレーターで Rate Transition ブロックのコードは生成されません。

  • スカラー データ型のアトミック アクセスが保証される一部の用途において、データの相対時相値が重要でない場合に許容されます。

  • 遅延は生じません。

Rate Transition ブロックの動作は、以下の条件に依存します。

ブロックのラベル

モデルのブロック線図を更新すると、シミュレーション動作を表すラベルが Rate Transition ブロックに表示されます。

ラベルブロックの動作
ZOH ゼロ次ホールドとして動作
1/z 単位遅延として動作
Buf セマフォの制御で入力を出力にコピー
Db_buf ダブル バッファーを使って入力を出力にコピー
3bufトリプル バッファーを使って入力を出力にコピー
Copy 入力から出力へのプロテクトされていないコピー
NoOp 処理しない
Mixed 動作が異なる複数のブロックに拡張
RT

スケジュール エディターを使用する場合のパーティション間のデータ転送を示します。

詳細については、スケジュール エディターの使用を参照してください。

Memory

メモリ モードを示します。ブロックは [確定的にデータ転送を確保 (最大遅延)] がオフの場合にメモリ モードになります。

ブロック動作のラベルにより、別々のレートで動作しているタスク間の安全なデータ転送を確保するための方法が理解できます。サンプル時間を示す色を使って、ブロックが埋め合わせる相対的なレートを表示できます (サンプル時間情報の表示を参照)。以下のモデル例を考えてみます。

Model that includes Rate Transition blocks that handle a fast-to-slow rate transition and a slow-to-fast rate transition.

サンプル時間の色とブロック動作のラベルは、次のことを示しています。

  • ブロック線図の上部の Rate Transition ブロックは、高速から低速への遷移におけるゼロ次ホールドとして動作する。

  • ブロック線図の下部の Rate Transition ブロックは、低速から高速への遷移における単位遅れとして動作する。

詳細については、Data Transfer Representation and Processing (Simulink Coder)を参照してください。

同期サンプル時間の影響

次の表は、入力端子と出力端子 (inTs と outTs) のサンプル時間が周期的、つまり同期している場合に各ラベルがどのように表示されるかをまとめたものです。

ブロック設定

ブロック ラベル

Rate Transition

Rate Transition ブロックの条件

データの整合性と確定性を伴う

データの整合性のみ

データの整合性と確定性のいずれも伴わない

inTs = outTs

(等しい)

inTsOffset < outTsOffset

なし (エラー)

Buf

Copy または NoOp (表の後のメモを参照)

inTsOffset = outTsOffset

Copy または NoOp (表の後のメモを参照)

Copy または NoOp (表の後のメモを参照)

inTsOffset > outTsOffset

なし (エラー)

Db_buf

inTs < outTs

(高速から低速)

inTs = outTs / N

inTsOffset, outTsOffset = 0

ZOH

 Buf

inTs = outTs / N

inTsOffset ≤ outTsOffset

なし (エラー)

inTs = outTs / N

inTsOffset > outTsOffset

なし (エラー)

 Db_buf

inTs ≠ outTs / N

なし (エラー)

inTs > outTs

(低速から高速)

inTs = outTs * N

inTsOffset, outTsOffset = 0

1/z

 Db_buf

inTs = outTs * N

inTsOffset ≤ outTsOffset

なし (エラー)

inTs = outTs * N

inTsOffset > outTsOffset

なし (エラー)

inTs ≠ outTs * N

なし (エラー)

KEY

  • inTs, outTs:入力端子と出力端子のそれぞれのサンプル時間

  • inTsOffset, outTsOffset:入力端子と出力端子のそれぞれのサンプル時間オフセット

  • N:整数値 > 1

メモ

モデル コンフィギュレーション パラメーター [ブロック削減] を選択すると、Copy は NoOp に削減されます。NoOp ラベルの場合、Rate Transition ブロックでのコード生成は行われません。ブロック削減がオンのときにブロックが削減されないようにするには、ブロック出力にテスト ポイントを追加します (テスト ポイントとしての信号の設定を参照)。

非同期サンプル時間の影響

次の表は、入力端子または出力端子 (inTs または outTs) のサンプル時間が周期的でない、つまり非同期の場合に各ラベルがどのように表示されるかをまとめたものです。

ブロック設定

ブロック ラベル
データの整合性と確定性を伴うデータの整合性のみデータの整合性と確定性のいずれも伴わない

inTs = outTs

Copy

Copy

Copy

inTs ≠ outTs

なし (エラー)

Db_buf

KEY

  • inTs, outTs:入力端子と出力端子のそれぞれのサンプル時間

デバイス構成の効果

モデル コンフィギュレーション パラメーター [デバイス ベンダー] と [デバイス タイプ] の設定によってアトミック データの読み込み操作と保存操作をサポートするハードウェアが指定される場合、コード ジェネレーターは、ターゲット ハードウェアが転送されている信号のデータ型のアトミックな読み込み操作と保存操作をサポートするときに、生成されたレート変換コードを最適化します。コード ジェネレーターは、非同期タスク間のダブルバッファリング コードを単一のメモリ コピーを実行するコードで置き換えることで、ハードウェア データの読み込みおよび保存機能を利用します。

端子

入力

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新しいサンプル レートに遷移する入力信号。スカラー、ベクトル、行列、または N 次元配列として指定します。応答速度や省メモリ性を向上するため、データ整合性と確定的な転送をトレードするために使用できるブロック パラメーターについては、遷移処理の動作を参照してください。

データ型: single | double | half | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | Boolean | fixed point | enumerated | bus

出力

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指定したサンプル レートに変換された入力信号です。既定の構成では、安全で確定的なデータ転送が確保されます。応答速度や省メモリ性を向上するため、データ整合性と確定的な転送をトレードするために使用できるブロック パラメーターについては、遷移処理の動作を参照してください。

データ型: single | double | half | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | Boolean | fixed point | enumerated | bus

パラメーター

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このパラメーターを選択すると、ブロックがデータを転送する際のデータの整合性が確保されたコードが生成されます。このパラメーターが選択されていて、転送が非確定的 ([確定的にデータ転送を確保] を参照) である場合、生成コードは入力レートと出力レートの優先順位に応じて単一または複数のバッファーによる適切なアルゴリズムを使用して、データ転送中の整合性を確保します。

そうしないと、Rate Transition ブロックが少なくなるか、コピー動作を使用してコードが生成されてデータ転送に悪影響を与えます。この非保護モードでは、メモリ消費は少なくなりますが、コピー動作が割り込みで発生することがあるため、データ転送中にデータの整合性が損なわれる可能性があります。生成コードが最大の応答性で (すなわち、非確定的に) 動作するようにし、データの整合性を維持するには、このパラメーターを選択してください。詳細については、Control Data Transfer Behavior in Generated Code (Simulink Coder)を参照してください。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: Integrity
型: 文字ベクトル
値: 'off' | 'on'
既定値: 'on'

このパラメーターを選択すると、より遅いブロックのサンプル レートで (すなわち、確定的に) データを転送するコードが生成されます。このパラメーターを選択しない場合、ソース ブロックから新しいデータが得られ、受信ブロックでデータの受け取り準備ができたときに、データ転送が行われます。転送遅延を避けるため、システムが最大の反応性で動作するようにします。しかし、その転送は予測されない状態で発生することがあり、それは一部のアプリケーションでは望ましくありません。詳細については、Control Data Transfer Behavior in Generated Code (Simulink Coder)を参照してください。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: Deterministic
型: 文字ベクトル
値: 'off' | 'on'
既定値: 'on'

このパラメーターは、低速から高速への遷移だけに適用されます。これにより、低速ブロックからの入力信号が存在せず、信号が出力されない場合、遷移の開始時に Rate Transition ブロックの初期出力が指定されます。Simulink® では、このブロックの初期出力を Inf または NaN にできません。指定する値はスカラーにするか、入力信号と同じ次元をもたなければなりません。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: InitialCondition
型: 文字ベクトル
値: 有限のスカラー
既定の設定: '0'

出力端子のサンプル時間を設定するためのモードを指定します。

  • 指定 — [出力端子のサンプル時間] パラメーターを使用して、ブロックの入力レートを変換する出力レートを指定します。

  • 継承 — ブロックは、出力レートを出力端子が接続されたブロックから継承します。

  • 入力端子のサンプル時間の倍数 — [サンプル時間の倍数 (>0)] パラメーターを使用して、ブロックの出力レートを入力レートの倍数として指定します。

[継承] を選択し、出力端子に接続されたブロックもサンプル時間を継承している場合は、モデル内の最速のサンプル時間が適用されます。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: OutPortSampleTimeOpt
型: 文字ベクトル
値: 'Specify' | 'Inherit' | 'Multiple of input port sample time'
既定の設定: 'Specify'

出力レートの指定値を入力します。ブロックは入力レートを、ここで指定した出力レートに変換します。既定値 (-1) は、Rate Transition ブロックがその出力端子の接続先のブロックから出力レートを継承するよう指定します。出力レートの指定方法については、サンプル時間の指定を参照してください。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[出力端子のサンプル時間オプション] を [指定] に設定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: OutPortSampleTime
型: 文字ベクトル
値: スカラー | ベクトル
既定の設定: '-1'

入力端子のサンプル時間の倍数として出力レートを指定する正の値を入力します。既定値 (1) は、入力レートと同じ出力レートを指定します。値 0.5 は、出力レートを入力レートの半分に指定します。値 2 は、出力レートを入力レートの 2 倍に指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[出力端子のサンプル時間オプション] を [入力端子のサンプル時間の倍数] に指定します。

プログラムでの使用

ブロック パラメーター: OutPortSampleTimeMultiple
型: 文字ベクトル
値: スカラー
既定の設定: '1'

ブロックの特性

データ型

Boolean | bus | double | enumerated | fixed point | half | integer | single

直達

はい

多次元信号

はい

可変サイズの信号

いいえ

ゼロクロッシング検出

いいえ

拡張機能

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固定小数点の変換
Fixed-Point Designer™ を使用して固定小数点システムの設計とシミュレーションを行います。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

参考

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トピック