1.MATLAB介绍simulink

-x1+4x2+5x3 = -1.4
A=[3 1 -1;1 2 4;-1 4 5]; b=[3.6;2.1;-1.4];
x =
1.4818 -0.4606 0.3848
MATLAB系统级仿真分析 概述.19
例 4 图像处理
Wavelet Toolbox提供的图 像压缩算法可以显著地减少 数据量。美国联邦调查局 (FBI)使用小波技术压缩和 存储指纹数据。压缩过的图 像（右）与原来的图像（左 对GOES-8卫星显示的1997年4月1 日暴风雪过后美国东北部雪覆盖的 地区的图像做增强处理
）几乎完全相同，而数据量
大大减小。
MATLAB系统级仿真分析
概述.20
例 5 图像处理
修复一个模糊的图片是使
用Optimization Toolbox
中的带约束最小二乘法解 决大型稀疏问题的一个例
子。上面是原来模糊的图
片，下面是修复之后的图 片。
MATLAB系统级仿真分析
概述.21
例6 图像融合
概述.11
西电
有基 效于 值 电 路的 设电 计压 和 电 流 ASIC
MATLAB系统级仿真分析
概述.12
西电
MATLAB系统级仿真分析
概述.13
GPS系统 开关电容ADC 脉冲调制器 信号产生系统 频率合成器 卷积码译码器 DDS芯片 全数字锁相环 脉冲占空比控 制电路 运动控制高速 芯片 位同步电路 视频信号解码 器芯片
MATLAB系统级仿真分析 概述.15
一、MATLAB简介
MATLAB的主要特点
具有若干功能强大的应用工具箱
如：SIMULINK、COMM、DSP、 SIGNAL等工具箱
使用方便，具有很好的扩张功能
1. 使用MATLAB语言编写的程序可以直接运行，无需编译。
2. 可以M文件转变为独立于平台的EXE可执行文件。
MATLAB系统级仿真分析
ຫໍສະໝຸດ Baidu
概述.2
一、MATLAB简介
MATLAB的产生与发展
20世纪70年代后期，时任美国新墨西哥大学的Cleve Moler教授出于 减轻学生编程负担的动机，用FORTRAN语言编写了最早的MATLAB。MATLAB
由MATrix和LABoratory两词的前3个字母组合而成，即解决线性代数中的
功能：完成器件的功能描述
常用工具： 对自顶而下的（Top-Down）设计方法，往往首先使 用VHDL或是Verilog HDL来完成器件的功能描述，代表 性的语言输入工具有Summit公司的Visual HDL和 Mentor公司的Renior等。 对自下而上的设计，一般从晶体管或基本门的图形
输入开始，代表性工具有Cadence公司的Composer和
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第一次课 概述
微电子学院 高海霞
2013年春季
MATLAB系统级仿真分析
概述.1
课程说明
学时：20（共十次课） 学分：1.5 教师：高海霞（前七次课） 马佩军（后三次课） 教材：无
课件：课后到下述邮箱下载
账户：matlab_nancy@126.com 密码：matlab_nancy 考核：大作业
矩阵运算问题。 1984年美国Math Works公司把MATLAB正式推向市场，从这时起，
MATLAB的内核采用C语言编写，而且除原有的数值计算能力外，还新增了
数据图视功能。 从1997年春的5.0版起，后历经6.0、6.5、7.0、7.5（2007年）等多 个版本的不断改进，目前已经推出了8.0版，现在的MATLAB已经远不仅仅 是一个“矩阵实验室”，它已经成为一个集概念设计、算法开发、建模 仿真、实时实现于一体的集成环境，它拥有许多衍生的子集工具。
系统说明
System Level
建立系统级模型、仿真 设计输入 逻辑综合 系统划分 前仿真 布局布线
Top-Down Design Flow
Logical Level
Physical Level
版图参数提取后仿真 数据输出GDS
MATLAB系统级仿真分析
概述.31
二、VLSI设计流程和EDA工具
设计输入
二、VLSI设计流程和EDA工具
版图绘制和自动布局布线
布局：决定模块中单元的位置
布线：单元与模块之间连线 版图输入工具： Cadence的Virtuoso 布局、布线工具： Cadence的Design Framework、Silicon Ensemble ， Envisia Place & Route DSM是常用的基于UNIX工作站 的全定制设计的布局布线软件
GUI绘图
MATLAB系统级仿真分析
概述.27
MATLAB计算：各领域
MATLAB系统级仿真分析
概述.28
MATLAB计算：各领域
MATLAB系统级仿真分析
概述.29
MATLAB计算可视化：场分析
MATLAB系统级仿真分析
概述.30
二、VLSI设计流程和EDA工具
提出系统 的总体指 标，包括 关键功能 、子系统 划分、各 子系统功 能特点以 及重要的 端口特性 、功率消 耗、封装 要求以及 主要的接 口要求；
Synopsys公司的Design Compiler
Cadence公司的 Builtgates Envisia Ambit
MATLAB系统级仿真分析 概述.33
二、VLSI设计流程和EDA工具
电路仿真
数字电路仿真软件
对于Verilog HDL网表仿真，Cadence公司的Verilog-XL是基于 UNIX工作站最负盛名的仿真工具；而近年随PC工作站的出现， Viewlogic的VCS和Mentor公司的Modelsim因其易用性而迅速崛起并成 为基于廉价PC工作站的数字仿真工具的后起之秀； 对于VHDL网表仿真，Cadence提供Leafrog；Synopsys公司有VSS， 而Mentor公司基于PC的Modelsim则愈来愈受到新手们的欢迎。
lookfor 关键词（例： lookfor fourier ）。
MATLAB系统级仿真分析 概述.16
例 1 绘制二维曲线
画出衰减振荡曲线 y e sin 3t 。
t 3
t的取值范围是 [0,4 ] 。
t=0:pi/50:4*pi; y=exp(-t/3).*sin(3*t); plot(t,y) grid
Viewlogic公司的Viewdraw等。
MATLAB系统级仿真分析 概述.32
二、VLSI设计流程和EDA工具
逻辑综合
功能：采用HDL和逻辑综合工具产生网表，说明各逻辑单 元的连接关系。基于不同的库，逻辑综合工具可以将设 计思想转化成对应一定工艺手段的门级电路；将初级仿 真中所没有考虑的门沿（gates delay）反标到生成的 门级网表中,返回电路仿真阶段进行再仿真。最终仿真 结果生成的网表称为物理网表。 常用工具
MATLAB系统级仿真分析
概述.22
例7 PCM编解码系统
MATLAB系统级仿真分析
概述.23
MATLAB计算与图形
基本曲线
MATLAB系统级仿真分析
概述.24
MATLAB计算与图形
统计类
MATLAB系统级仿真分析
概述.25
MATLAB计算与图形
数值解
MATLAB系统级仿真分析
概述.26
MATLAB计算与图形
Blockset：是为simulink建立的许多专 门领域应用的模块集。
MATLAB系统级仿真分析 概述.7
集成电路应用实例
MATLAB系统级仿真分析
概述.8
国防科大硕士论文
MATLAB系统级仿真分析
概述.9
成电硕士论文
MATLAB系统级仿真分析
概述.10
成电硕士论文
MATLAB系统级仿真分析
MATLAB系统级仿真分析 概述.4
一、MATLAB简介
MATLAB的应用范围 西安电子科技大学出版社： MATLAB工程应用丛书 书名：Simulink 建模与仿真 书名：MATLAB 应用图像处理 书名：控制系统设计与仿真 书名：MATLAB6.x图形编程与图像处理 书名：MATLAB辅助模糊系统设计 书名：MATLAB辅助现代工程数字信号处理 书名：MATLAB及在电子信息课程中的应用 书名：MATLAB 6.0与科学计算
MATLAB系统级仿真分析
概述.14
一、MATLAB简介
MATLAB的主要特点
具有丰富的数学功能
1.各种矩阵运算，如：正交变换、三角分解、特征值、常见特殊矩阵等 2.各种特殊函数。如：贝塞尔函数、勒让德函数、伽码函数、贝塔函数 、椭圆函数等。 3.各种数学运算。如：数值微分、数值积分、插值、求极值、方程求根 、FFT 、常微分方程的数值解等。
具有很好的图视系统
1.可方便地画出两维和三维图形 2.高级图形处理。如：色彩控制、句柄图形、动画 3.图形用户界面GUI制作工具，可以制作用户菜单和控件。使用者可以根 据自己的需求编写出满意的图形界面。
可以直接处理声音和图形文件
1.声音文件。如： WAV文件（例：wavread，sound等） 2.图形文件。如： bmp 、gif 、 pcx 、tif 、jpeg等文件。
MATLAB系统级仿真分析 概述.5
一、MATLAB简介
MATLAB的应用范围——西电出版的其他部分书籍 书名:MATLAB基础与编程入门 书名:MATLAB外部接口编程 书名:Simulink动态系统建模与仿真基础 书名:控制系统设计与仿真 书名:DSP程序开发-MATLAB调试及直接目标代码生成 书名：MATLAB遗传算法工具箱及应用 书名：电力系统的MATLAB/SIMULIK仿真与应用 书名：GPS基本原理及其MATLAB仿真 书名：MATLAB辅助现代工程数字信号处理
Z=sin(R)./R; surf(X,Y,Z);
colormap(cool)
xlabel('x'),ylabel('y'),zlabel('z')
MATLAB系统级仿真分析 概述.18
例 3 解线性方程组
3x1+x2 - x3 = x1+2x2+ 4x3 = 3.6 2.1 Ax＝b x=A\b x=inv(A)*b
MATLAB系统级仿真分析
概述.3
一、MATLAB简介
MATLAB的应用范围 西安电子科技大学出版社： 基于MATLAB的系统分析与设计丛书 书名：基于MATLAB的系统分析与设计——小波分析 书名：基于MATLAB的系统分析与设计——控制系统 书名：基于MATLAB的系统分析与设计——神经网络 书名：基于MATLAB的系统分析与设计——信号处理 书名：基于MATLAB的系统分析与设计——图像处理 书名：基于MATLAB的系统分析与设计——时频分析 书名：基于MATLAB的系统分析与设计——模糊系统
MATLAB相关书籍种类极多，其应用几乎涉及所有领域。
MATLAB系统级仿真分析 概述.6
一、MATLAB简介
MATLAB产品家族
MATLAB扩展：支持在MATLAB中对系统的 实施和开发。
MATLAB工具箱：专用的函数库用来解决 特定领域（通信系统、信号处理、小 波分析、神经网络、控制系统等）的 问题。 Simulink：结合了框图界面和交互仿真 能量的系统级设计和仿真工具，可以 让用户完成从算法开发、仿真或者模 型验证的全过程。
3. MATLAB的应用接口程序API是MATLAB提供的十分重要的组件 ，由 一系列接口指令组成 。用户就可在FORTRAN或C中 ， 把MATLAB当作 计算引擎使用
具有很好的帮助功能
1. 提供十分详细的帮助文件（PDF 、HTML 、demo文件）。
2. 联机查询指令：help 指令（例：help elfun，help exp），
模拟电路仿真软件 PSPICE最早产生于Berkley大学，经历数十年的发展，随晶体管线宽的 不断缩小，PSPICE也引入了更多的参数和更复杂的晶体管模型，使的 他在亚微米和深亚微米工艺的今天依旧是模拟电路仿真的主要工具。 Avanti是IC设计自动化软件的“英雄少年”，它的HSPICE因其在亚微 米和深亚微米工艺中的出色表现而在近年得到了广泛的应用。Cadence 的Spectre也是模拟仿真软件，但应用远不及PSPICE和HSPICE广泛 MATLAB系统级仿真分析 概述.34 。
MATLAB系统级仿真分析
概述.17
例 2 绘制三维曲面
画出
z sin( x 2 y 2 ) x2 y2
所表示的三维曲面。
x，y的取值范围是[-8,8]
clear; x=-8:0.5:8; y=x'; X=ones(size(y))*x; Y=y*ones(size(x));
R=sqrt(X.^2+Y.^2)+eps;