Systemview软件的使用
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1.3 系统定时
System View系统是一个离散时间系统。
在每次系统运行之前,首先需要设定一个系统频 率。仿真各种系统运行时,是先对信号以系统频率进 行采样,然后按照系统对信号的处理计算各个采样点 的值,最后在输出时,在观察窗内,按要求画出各个 点的值或拟合曲线。所以,系统定时是系统运行之前 一个必不可少的步骤。
此时可用鼠标单击以选中某个图标,然后单击“参数” (Parameters)按钮进入参数设置窗口;也可双击所选中 的图标直接进入参数设置窗口。例如,在上面的窗口 中选中了“Sinusoid”图标,即正弦波信号源,则其参数 设置界面如下图:
用户通过这个窗口输入所需要的参数 。 注意, 使用 “APPLY to tokens”的功能。
,如各种调制器、解调器、编码器、解码器、信号处
理器、信道模型等 数字信号处理图标 代表数字信号处理库,其中包括了数字信号处理中常 用的各种处理、变换、运算等模块。
逻辑图标
代表逻辑库 ,其中包括了各种门电路及模拟/数字信号处 理等电路模块。 射频/模拟库图标
代表射频/模拟库,其中包括了射频/模拟电路中常用的 RC、LC电路及运算放大器电路、二极管电路等。 Matlab连接图标
环结束后,所有图标的参数都复位(恢复为原设置参 数);如果这个功能被关闭(没有选择此功能),则用 户系统每次运行的参数都将被保存起来。暂停循环 功能用于在每次循 环结束后暂停系统运行,暂停后 ,可以进入分析窗,观察当前系统运行的波形,以 便分析本次运行的结果 ;也可以对系统内某图标的 参数进行修改,以达到动态控制系统的目的。
数字信号处理库(DSP)、逻 辑库(Logic)、射频/ 模拟库(RF/Analog)等,支持用户自己用C/C++语言 编写源代码定义图标以完成所需自定义功能的用户自 定义库(Custom),及可调用、访问Matlab的函数的 M-Link库;以及CDMADVB自适应滤波等扩展库。基 本 库与专业库之间由“库选择”按钮进行切换,而扩展 库则要由自定义库通过动态链接库*.dll加载进来。
乘法器图标
代表乘法器完成几个输入信号的乘法运算。 观察窗图标 代表了信号接收器,即观察窗图标用来实现信号收 集、(实时)显示、分析数据处理以及输出(包括 把信号输出到文件)等功能。 自定义图标 允许用户自己通过C/C++语言编写源代码定义图标完 成所需功能。
通信图标
代表通信库,其中包括了通信系统中常用的各种模块
另外,为了在数字信号处理等过程中进行FFT 变换方便 ,系统还可以自动设 置2的整次幂的采样 点数 。用户更改了某一个时间参数后 ,点一下“更 新” (Update)键,系统会根据最新修改的参数对 其它参数进行相应的修改,并在对话框下端给 出该 系统运行大约所需的时间及系统的总采样点数等时 间参数。
单击“系统定时”(System Time)按钮 的系统定时窗口:
,打开如图
其中 ,起始时间和终止时间控制了系统的运行时间 范围。System View 对系统仿真运行时间基本上没有 限制,只要求终止时间要大于起始时间,采样率和 采样时间间隔在仿真过程中控制着时间步长,因此 决定了系统的仿真效果。一般为了获得较好的仿真 波形,系统的采样率应设为系统信号最高频率的5至 7倍。当采样率为系统信号最高频率的10倍以上时, 仿真波形就几乎没有失真了。采样点数是由系统的 运行时间和采样率共同决定的。它们之间的关系如 下: 采样点数 = (终止时间 -起始时间) *采样率+1
另外 ,它还自带有通讯(Communication)、逻辑( Logic)、数字信号处理(DSP)、射频/模拟( RF/Analog)等专业库以备选择,特别适合于现代通信 系统的设计、仿真和方案论证。它还可以实时的仿真 各种DSP结构,并进行各种系统时域和频域分析、谱分 析,及对各种逻辑电路、射频/模拟电路(混合器、放 大器、RLC电路、运放电路等)进行理论分析和失真 分析等。随着现代通信技术的不断发展,无线通信技 术已日趋成熟和完善。利用System View带有的CDMA 、DVB等扩展库即可十分方便的完成这些系统的设计 和仿真。
1.2 System View 的用户环境
System View的用户环境包括两个常用的界面设计窗 口和分析窗口。
1.2.1 设计窗口
所有系统的设计搭建等基本操作都是在设计窗口 内完成的。 在设计窗口中间的大片区域就是设计区域,也就是 供用户搭建各种系统的地方。在设计窗口ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ最上端一行 是下拉式命令菜单行,通过调用这些菜单可以执行 System View的各项功能;设计窗口中菜单行的下面, 紧邻在设计区域上端一 行是工具栏,它包含了在系统 设计、仿真中可能用到的各种操作按钮。在工具栏 的 最右端是提示信息,当鼠标置于某一工具按钮上时,在 该处会显示对该按钮的说明和提示信息;紧邻在设计区 域左端是各种器件图标库;设计域的底部有一个 消息显 示区 ,用来显示系统仿真状态信息。
利用System View,不用写一句代码即可完成各 种系统的设计与仿真,快速地建立和修改系统、访问 与调整参数,方便地加入注释,它具有与外部文件的 接口,可直接获得并处理输入/输出真实世界的数据 。另外,它还提供了与编程语言VC++或仿真工具 Matlab的接口,可以很方便的调用其函数 。除了一般 的方案论证外,System View还提供了与硬件设计的 接口:与 Xilinx公司的软件 Core Generator配套 可以 将System View系统中的部分器件生成下载FPGA芯片 所需的 数据文件;另外,System View还有与DSP芯 片设计的接口,可以将其DSP库中的 部分器件生成 DSP芯片编程的C语言源代码。
System View的功能与使用简介
1.1 System View 简介 1.2 System View 的用户环境 1.3 系统定时 1.4 基本使用
1.1 System View 简介
System View 是一个用于现代工程与科学系统设计 及仿真的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处 理、完整通信系统的设计与仿真,直到一般的系统数 学模型建立等各个领域,System View 在友好而且功能 齐全的窗口环境下,为 用户提供了一个精密的嵌入式 分析工具。 利用System View 可以构造各种复杂的模拟、数字、 数模混合系统,各种多速率系统。因此,它可用于各 种线性或非线性控制系统的设计和仿真。基本库 中包 括多种信号源、接收器、加法器、乘法器,各种函数 运算器等;尤其特色的是,利用它可以从各种不同角 度,以不同方式按要求设计多种滤波器,并可自动完 成滤波器各指标 — 如幅频特性(伯特图)、传递函数 、根轨迹图等—之间的 转换。
System View提供了循环运行的功能,目的是提供用 户系统自动重复运行的能力。在循环次数对话框 “No. of System Loops”中,可输入希望系统循环运 行的次数。循环复位系统功能将控制用户系统每一 次运行之后System View的操作:如果循环复位系统 功能“Reset system on loop”被选中 ,则每一个运行 循
算子图标
代表算子库,其中的每一个算子都把输入的数据作为 运算自变量进行某种运算或变换,如FFT变换、采样、 保持、延时、增益或某一传递函数的线性系统等。 函数图标 代表函数库,其中的每一个函数都把输入的数据作 为自变量进行各种函数运算,如量化、限幅、取绝对 值等各种非线性函数、三角函数、对数函数、各种复 数运算代数运算等。
在系统设计仿真时,System View能自动执行系统 连接检查,给出连接错误信息或尚悬空的待连接端信 息,通知用户连接出错并通过显示指出出错的图标。 并在编译时,给出系统运行的大约时间,方便了设计 人员进行调试。其带有的APG功能可以利用VC环境, 将系统编译成可脱离System View独立运行的可执行文 件,同时大大提高了运行速度,在内存较大时效果尤 为明显。 在系统仿真方面,System View还提供了一个灵活的 动态探针功能,可以仿真实际的示波器或频谱分析仪 的工作。另外,还有真实而灵活的分析窗口用以检查 系统波形。内部数据的图形放大、缩小、滚动等,全 部可以通过敲击鼠标很方便地实现。另外,其带有的 接收计算器功能强大,可以完成对仿真运行结果。
1.4 基本使用
1.4.1 基本系统的搭建
作为例子,我们先通过建立一个最简单的系统来熟 悉各项基本操作。它的信号源产生正弦信号,直接将 该信号送至输出端,用观察窗进行观察。完成该系统 的搭建所需进行的操作步骤如下:
1. 进行系统定时。单击系统时间按钮 弹出系统 定时窗口各框内的数值即为系统定时的默认值,本 例即采用该默认值,因此直接点“OK”按钮完成 时 间设置;
因此,系统的运行时间、采样率和采样点数三者之间 也不是相互独立的,若用户修改了其中的某一个或某 两个,系统将会根据新的参数遵从下列规则自动修改 相应的参数 ,在采样率不变的情况下: 1 如果用户改变了采样点数,System View不会改变起 始时间,但会根据新 的采样间隔相应地修改终止时间 。 2 如果用户对起始时间和终止时间中的一个或全部做 了修改,则采样点数 会被自动修改。 3 采样点数只能是整数。如果计算不能得到整数 System View将把近似的整数作为采样点数,系统将从 所设置的起始时间开始完成所设定的采样点数。 4 除非用户进行修改,否则系统会一直保持固定的采 样点数。
2. 双击或按住鼠标拖出信号源库 “Source”的通 用图标双击该图标,显示出信号源库窗口如下:
如前节所述,单击“Sinusoid”并单击参数 “Parameters” 按钮或直接双击“Sinusoid”图标进入参数设置窗口如 下
这里也采用该默认值,这样就定义了一个幅度为 1、 频率为 10Hz 的正弦波信号,单击“OK”完成参数设
3.调出 “Sink”观察窗通用图标。双击该图标并 选择“Analysis”分析窗作为信号接收器的类型。除 了少数几种观察窗类型外 ,大部分观察窗都不需要 参数设置。在观察窗的窗口最下端有一个“Custom Sink Name:”的对话框,可以在该框中给选中的观 察窗取一个名字,例如“Result”等,以便于在分析 窗中观察分析。
信号源图标
代表用于产生用户系统输入信号的信号源库。 子系统图标
这个图标代表了一组图标(可能是一个很大的图标组, 其中还可能包含下级子系统)。这些图标在用户仿真 中作为一个完整的子系统函数以及过程使用。
加法器图标 代表加法器完成几个输入信号的加法运算。
子系统I/O图标
这个图标用于设置子系统的输入输出端口。
在设计窗口内只须点击鼠标及进行必要的参数输入 就可以通过设置图标 、 连接图标等操作完成一个完整 系统的基本搭建工作,创建各种连续域或离散域的系 统。并可极其方便地给系统加入要求的注释。
1.2.2 图标库 图标是System View仿真运算、处理的基本单元,共 分三大类:第一类包括信号源库,它只有输出端没有输 入端;第二类包括观察窗库,它只有输入端没有 输出端 ; 第三类包括其它所有图标库,这类图标都有一定个 数的输入端和输出端。 在设计窗口的左边有一个图标库区一组是基本库 (Main Libraries),共8个,分别包括信号源库(Source )、子系统库(Meta System)、加法器(Adder)、 子系统输入输出端口(Meta I/O)、算子库(Operator )函数库(Function)乘法器(Multiplier)及观察窗库 (Sink)等共八组基本器件;另一组是可选择的专业 库(Optional Libraries),如通信库(Communication)
用于与调用Matlab函数时
1.2.3 图标定义 用户在选中的图标上双击鼠标左键,或选中该图 标并按住鼠标左键将其拖至设计域内,就可以把某一 图标库中的通用图标添加进自己的仿真系统, 这时 所选中的图标会出现在设计区域中 。双击设计窗口 中的图标后,图标库窗口将出现在 屏幕上,例如下 图是信号源图标库窗口的例子。