Sine

4 分の 1 波長対称を利用するルックアップテーブル法を使用して固定小数点の正弦波または余弦波を実現

ライブラリ:
Simulink / Lookup Tables

Sine ブロックの代替構成:
Cosine

説明

Sine ブロックと Cosine ブロックは、4 分の 1 波長対称を利用するルックアップテーブル法を使用して固定小数点の正弦波、余弦波、またはその両方を実装します。ブロックは、[出力式] パラメーターの選択に応じて、入力信号の次の関数を出力することができます。

sin(2πu)
cos(2πu)
exp(j2πu)
sin(2πu) and cos(2πu)

[ルックアップテーブルのデータ点の数] パラメーターで、ルックアップテーブルのデータ点の数を定義できます。ルックアップテーブルに対するデータ点を (2^n)+1 (n は整数) に指定すると、ブロックの実現は最も効率的になります。

[出力語長] パラメーターを使用して、固定小数点出力データ型の語長を指定します。出力の小数部長は、出力の語長から 2 を差し引いた値です。

例

デジタル波形生成: 正弦波の近似

この例では、組み込みシステムと、任意の波形生成機器におけるデジタル波形合成アプリケーションで使用する、正弦波データテーブルを設計および評価する方法について説明します。

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端子

入力

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u — 固定小数点正弦波または余弦波として実装する入力信号。
実数値信号

入力信号 u。実数値のスカラー、ベクトル、または行列として指定します。

意味のあるブロック出力を得るには、ブロック入力値の範囲は [0, 1) となっていなければなりません。この範囲外の入力値は符号なしデータ型にキャストされ、オーバーフローはラップされます。こうした範囲外の入力で得られるブロック出力は、意味をなさない場合もあります。

出力

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**sin(2piu)** — 固定小数点正弦波
実数値の固定小数点信号

固定小数点正弦波。ルックアップテーブル法を使用して実装されます。

依存関係

この端子は、[出力式] が [sin(2*pi*u)] または [sin(2*pi*u) and cos(2*pi*u)] に設定されている場合に有効になります。

データ型: fixed point

**cos(2piu)** — 固定小数点余弦波
実数値の固定小数点信号

固定小数点余弦波。ルックアップテーブル法を使用して実装されます。

依存関係

この端子は、[出力式] が [cos(2*pi*u)] または [sin(2*pi*u) and cos(2*pi*u)] に設定されている場合に有効になります。

データ型: fixed point

**exp(j2pi*u)** — exp(j2pi*u)
複素数値の固定小数点信号

exp(j*2*pi*u)。ルックアップテーブルアプローチを使用して実装されます。

依存関係

この端子は、[出力式] が [exp(j*2*pi*u)] に設定されている場合に有効になります。

データ型: fixed point

パラメーター

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出力式 — 出力する信号を選択
`cos(2piu)` | `sin(2piu)` | `exp(j2piu)` | `sin(2piu) and cos(2pi*u)`

出力する信号を選択します。

Sine ブロックの場合、このパラメーターの既定値は [sin(2*pi*u)] です。

Cosine ブロックの場合、このパラメーターの既定値は [cos(2*pi*u)] です。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: Formula

値: 'sin(2*pi*u)' | 'cos(2*pi*u)' | 'exp(j*2*pi*u)' | 'sin(2*pi*u) and cos(2*pi*u)'

ルックアップテーブルのデータ点の数 — ルックアップテーブルから取得するデータ点の数を指定する
`(2^5)+1` (既定値) | 2 以上の整数

ルックアップテーブルに対するデータ点を (2^n)+1 (n は整数) に指定すると、ブロックの実装は最も効率的になります。[出力語長] パラメーターと互換性をもつようにするには、[ルックアップテーブルのデータ点の数] を (2^(Output word length-2)+1) 以下の値にし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: NumDataPoints

型: スカラー

値: 2 以上の整数

既定の設定: '(2^5)+1'

出力語長 — 出力信号の固定小数点データ型の語長を指定する
`16` (既定値) | 2 ～ 53 の整数

出力の小数部長は、出力の語長から 2 を差し引いた値です。[ルックアップテーブルのデータ点の数] パラメーターと互換性をもつようにするには、(2^(Output word length - 2) +1) が [ルックアップテーブルのデータ点の数] 以上でなければなりません。

メモ

ブロックは、倍精度浮動小数点値を使用してルックアップテーブルを作成します。したがって、出力で達成できる最大精度は 53 ビットです。語長を 53 よりも大きい値に設定しても出力の精度は上がりません。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: OutputWordLength

型: スカラー

値: 2 ～ 53 の整数

既定の設定: '16'

ルックアップテーブルの内部ルール優先順位 — 中間計算の内部ルールを指定する
`速度` (既定値) | `精度`

より速く計算するには [速度] を選択します。この場合、通常で最大 2 ビットの精度が失われる場合があります。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: InternalRulePriority

値: 'Speed' | 'Precision'

既定の設定: 'Speed'

ブロックの特性

データ型	`Boolean` \| `double` \| `fixed point` \| `integer` \| `single`
直達	`いいえ`
多次元信号	`いいえ`
可変サイズの信号	`いいえ`
ゼロクロッシング検出	`いいえ`

代替構成

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Cosine — 4 分の 1 波長対称を利用するルックアップテーブル法を使用して固定小数点の余弦波を実装

Cosine ブロックでは [出力式] が [cos(2*pi*u)] に設定されます。

ライブラリ:
Simulink / Lookup Tables

拡張機能

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C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

HDL コード生成
HDL Coder™ を使用して FPGA 設計および ASIC 設計のための VHDL、Verilog および SystemVerilog のコードを生成します。

HDL Coder™ には、HDL の実装および合成されたロジックに影響する追加のコンフィギュレーションオプションがあります。

HDL アーキテクチャ

HDL コードは、Simulink ブロックパラメーターで指定した 1/4 波形のルックアップテーブルを使用して Cosine ブロックと Sine ブロックを実装します。

HDL コードで除算演算子 (/) が生成されないようにするには、[ルックアップテーブルのデータ点の数] で (2^n)+1 を入力します。n は整数です。

HDL ブロックプロパティ

ConstrainedOutputPipeline	既存の遅延を設計内で移動することによって出力に配置するレジスタの数。分散型パイプラインではこれらのレジスタは再分散されません。既定の設定は `0` です。詳細については、ConstrainedOutputPipeline (HDL Coder)を参照してください。
InputPipeline	生成されたコードに挿入する入力パイプラインステージ数。分散型パイプラインと制約付き出力パイプラインでは、これらのレジスタを移動できます。既定の設定は `0` です。詳細については、InputPipeline (HDL Coder)を参照してください。
OutputPipeline	生成されたコードに挿入する出力パイプラインステージ数。分散型パイプラインと制約付き出力パイプラインでは、これらのレジスタを移動できます。既定の設定は `0` です。詳細については、OutputPipeline (HDL Coder)を参照してください。

制限

Intel^® MAX 10 デバイスを使用する場合、ルックアップテーブルを RAM にマッピングするには、Quartus ツールでプロジェクトを作成するときに次の Tcl コマンドを追加します。

set_global_assignment -name INTERNAL_FLASH_UPDATE_MODE "SINGLE IMAGE WITH ERAM"

メモ

ルックアップテーブルに基づく Sine ブロックと Cosine ブロックでは、ハードウェア向けに最適化された HDL コードは生成されません。より良い合成結果を得るには、Sine HDL Optimized and Cosine HDL Optimized (HDL Coder)ブロックを使用してください。

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

Sine Wave | Trigonometric Function | Sine HDL Optimized, Cosine HDL Optimized (HDL Coder)

トピック

ルックアップテーブルブロックについて

Sine

説明

例

デジタル波形生成: 正弦波の近似

端子

入力

u — 固定小数点正弦波または余弦波として実装する入力信号。 実数値信号

出力

sin(2*pi*u) — 固定小数点正弦波 実数値の固定小数点信号

依存関係

cos(2*pi*u) — 固定小数点余弦波 実数値の固定小数点信号

依存関係

exp(j*2*pi*u) — exp(j*2*pi*u) 複素数値の固定小数点信号

依存関係

パラメーター

出力式 — 出力する信号を選択 cos(2*pi*u) | sin(2*pi*u) | exp(j*2*pi*u) | sin(2*pi*u) and cos(2*pi*u)

プログラムでの使用

ルックアップ テーブルのデータ点の数 — ルックアップ テーブルから取得するデータ点の数を指定する (2^5)+1 (既定値) | 2 以上の整数

プログラムでの使用

出力語長 — 出力信号の固定小数点データ型の語長を指定する 16 (既定値) | 2 ～ 53 の整数

プログラムでの使用

ルックアップ テーブルの内部ルール優先順位 — 中間計算の内部ルールを指定する 速度 (既定値) | 精度

プログラムでの使用

ブロックの特性

代替構成

Cosine — 4 分の 1 波長対称を利用するルックアップ テーブル法を使用して固定小数点の余弦波を実装

拡張機能

C/C++ コード生成 Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

HDL コード生成 HDL Coder™ を使用して FPGA 設計および ASIC 設計のための VHDL、Verilog および SystemVerilog のコードを生成します。

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

参考

トピック

u — 固定小数点正弦波または余弦波として実装する入力信号。
実数値信号

**sin(2piu)** — 固定小数点正弦波
実数値の固定小数点信号

**cos(2piu)** — 固定小数点余弦波
実数値の固定小数点信号

**exp(j2pi*u)** — exp(j2pi*u)
複素数値の固定小数点信号

出力式 — 出力する信号を選択
`cos(2piu)` | `sin(2piu)` | `exp(j2piu)` | `sin(2piu) and cos(2pi*u)`

ルックアップテーブルのデータ点の数 — ルックアップテーブルから取得するデータ点の数を指定する
`(2^5)+1` (既定値) | 2 以上の整数

出力語長 — 出力信号の固定小数点データ型の語長を指定する
`16` (既定値) | 2 ～ 53 の整数

ルックアップテーブルの内部ルール優先順位 — 中間計算の内部ルールを指定する
`速度` (既定値) | `精度`

Cosine — 4 分の 1 波長対称を利用するルックアップテーブル法を使用して固定小数点の余弦波を実装

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

HDL コード生成
HDL Coder™ を使用して FPGA 設計および ASIC 設計のための VHDL、Verilog および SystemVerilog のコードを生成します。

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。