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基于simulink进行音频波束成形系统的多核仿真

article 2025/2/21 3:46:59

一、前言

此示例展示了 Simulink中的音频波束成形系统仿真模型如何使用数据流域提高性能。它使用 Simulink 中的数据流域自动将通信系统的数据驱动部分划分为多个线程，从而通过在桌面的多个内核上执行模拟来提高仿真的性能。

二、介绍

数据流执行域允许您在计算密集型系统的模拟中使用多个内核。此示例演示数据流作为子系统的执行域如何提高模型的模拟性能。

三、声波束成形

此示例显示了使用麦克风均匀线性阵列（ULA）的声波束成形。该模型模拟在 10 个元素均匀间隔的线性麦克风阵列上接收来自不同方向的三个音频信号。在接收器处添加热噪声后，将波束成形应用于不同的源角度，并在声音设备上播放结果。可以使用“选择源”块中的对话框选择需要在音频播放器中播放的音频源。

四、设置数据流子系统

此示例使用 Simulink 中的数据流域来利用桌面上的多个内核来提高仿真性能。此模型中数据流子系统的 Domain 参数设置为。可以通过选择子系统，然后访问属性检查器来查看此内容。若要访问属性检查器，请在 Simulink Toolstrip 的“建模”选项卡上，在“设计”库中选择“属性检查器”，或在“模拟”选项卡的“准备库”中选择“属性检查器”。Dataflow

数据流域会自动将模型分区为多个线程，以提高性能。将 Domain 参数设置为后，可以使用多核选项卡分析来分析模型以获得更好的性能。当模型中存在数据流域时，“多核”选项卡在工具行程中可用。

六、分析数据流子系统中的并发性

对于此示例，多核选项卡模式设置为用于仿真性能分析。Simulation Profiling

建议优化模型设置以获得最佳仿真性能。若要接受建议的模型设置，请在“多核”选项卡上，单击“优化”。或者，您可以使用“优化”按钮下方的下拉菜单单独更改设置。在此示例中，模型设置已是最佳的。

在“多核”选项卡上，单击“运行分析”按钮以开始分析数据流域的模拟性能。分析完成后，“分析报告和建议”窗口将显示数据流子系统在模拟期间使用的线程数。

分析模型后，“分析报告和建议”窗口将显示 3 个线程。这是因为三个波束形成器块是计算密集型的，可以并行运行。然而，三个波束形成器模块取决于麦克风阵列和接收器模块。管道延迟可用于打破此依赖项并提高并发性。“分析报告和建议”窗口显示建议的管道延迟数，如“建议”，以增加并发性。计算建议的延迟值以提供最佳性能。

下图显示了“分析报告和建议”窗口，其中数据流子系统的建议延迟为 1。