Math Function

R2026b

执行数学函数

库:
Simulink / Math Operations
HDL Coder / Math Operations

描述

Math Function 模块执行许多常见的数学函数。

可以从 Math Function 模块中的函数参数列表中选择以下函数之一。

函数	描述	数学表达式	MATLAB^® 等效函数
`exp`	指数	`e^u`	`exp`
`log`	自然对数	`ln u`	`log`
`2^u`	以 2 为底的幂	`2^u`	`2.^u` （请参见`power`）
`10^u`	以 10 为底的幂	`10^u`	`10.^u` （请参见 `power`）
`log10`	常用（以 10 为底）对数	`log u`	`log10`
`magnitude^2`	复数模量	`\|u\|²`	`real(u).^2 + imag(u).^2` （请参见 `real`、`imag` 和 `power`）
`square`	2 次幂	`u²`	`u.^2` （请参见 `power`）
`pow`	幂	在有符号幂处于选中状态且输出信号类型设置为实数时，表达式为 `sign(u)\|u\|^v`。在有符号幂处于清除状态或输出信号类型设置为复数时，表达式为 `u^v`。当输出信号类型*设置为 `auto` 时，表达式取决于软件编译的复/实性类型。	`power`
`conj`	复共轭	`ū`	`conj`
使用精确法的 `reciprocal`	倒数	`1/u`	`1./u` （请参见 `rdivide`）
使用牛顿-拉夫逊方法的 `reciprocal`	倒数	请参阅牛顿-拉夫逊倒数算法方法。	无
`hypot`	平方和的平方根	`(u²+v²)^0.5`	`hypot`
`rem`	除后的余数	—	`rem`
`mod`	除后的模数	—	`mod`
`transpose`	转置	`u^T`	`u.'` （请参见数组与矩阵运算）
`hermitian`	复共轭转置	`u^H`	`u'` （请参见数组与矩阵运算）

提示

要执行平方根计算，请使用 Sqrt 模块。

该模块将函数应用于输入并输出结果。这些函数支持以下类型的运算。

函数	标量运算	按元素的向量和矩阵运算	向量和矩阵运算
`exp`	是	是	不适用
`log`	是	是	不适用
`2^u`	是	是	不适用
`10^u`	是	是	不适用
`log10`	是	是	不适用
`magnitude^2`	是	是	不适用
`square`	是	是	不适用
`pow`	是	是	不适用
`conj`	是	是	不适用
使用精确法的 `reciprocal`	是	是	不适用
使用牛顿-拉夫逊方法的 `reciprocal`	是	是	不适用
`hypot`	是，对两个输入均执行	是，对两个输入均执行（大小相同的两个向量或两个矩阵、一个标量和一个向量，或者一个标量和一个矩阵）	—
`rem`	是，对两个输入均执行	是，对两个输入均执行（大小相同的两个向量或两个矩阵、一个标量和一个向量，或者一个标量和一个矩阵）	不适用
`mod`	是，对两个输入均执行	是，对两个输入均执行（大小相同的两个向量或两个矩阵、一个标量和一个向量，或者一个标量和一个矩阵）	不适用
`transpose`	是	—	是
`hermitian`	是	—	是

函数名称和适当的输入端口数出现在模块上。

提示

当需要向量或矩阵输出时，使用 Math Function 模块。

牛顿-拉夫逊倒数算法方法

具有牛顿-拉夫逊算法方法的 reciprocal 函数使用迭代逼近来计算倒数。该函数求实数值函数根的逐次更好逼近。

实数 $a$ 的倒数定义为函数的零值：

$f (x) = \frac{1}{x} - a .$

由于这是函数的收敛域，Simulink^® 选择 $0 < x_{0} < \frac{2}{a}$ 范围内的一个初始估计值。

要连续计算函数的根，请指定迭代次数参数。该过程按如下方式重复执行：

$x_{i + 1} = x_{i} - \frac{f (x_{i})}{f' (x_{i})} = x_{i} + (x_{i} - a x_{i}^{2}) = x_{i} . (2 - a x_{i})$

$f' (x)$ 是函数 $f (x)$ 的导数。

数据类型支持

下表列出了该模块的每个函数可以支持的输入数据类型。

函数	单精度	双精度	半精度*	布尔	内置整数	定点
`exp`	是	是	是	—	—	—
`log`	是	是	是	—	—	—
`2^u`	是	是	是	—	—	—
`10^u`	是	是	是	—	—	—
`log10`	是	是	是	—	—	—
`magnitude^2`	是	是	是	—	是	是
`square`	是	是	是	—	是	是
`pow`	是	是	是	—	—	—
`conj`	是	是	是	—	是	是
使用精确法的 `reciprocal`	是	是	是	—	是	是
使用牛顿-拉夫逊方法的 `reciprocal`（有关详细信息，请参阅输出）	是	是	—	—	是	是
`hypot`	是	是	是	—	—	—
`rem`	是	是	是	—	是	—
`mod`	是	是	是	—	是	—
`transpose`	是	是	是	是	是	是
`hermitian`	是	是	是	—	是	是

有关半精度算术运算的详细信息，请参阅 The Half-Precision Data Type in Simulink (Fixed-Point Designer)。

示例

有界可变大小信号基本操作

此示例说明如何生成有界可变大小信号，并说明使用这些信号的一些操作。在此示例中，您使用 Selector 模块和 Switch 模块生成可变大小信号。这些信号用于数学运算、总线创建、总线选择、矩阵串联以及实现离散滤波器方程。

打开模型

端口

输入

全部展开

Port_1 — 输入信号
标量 | 向量 | 矩阵

输入信号，指定为标量、向量或矩阵。受支持的模式同时接受实数和复数输入，但 reciprocal 除外，它不接受复数定点输入。请参阅描述。

依赖关系

此模块的数据类型支持取决于您选择的函数和输入的大小。有关详细信息，请参阅数据类型支持。

Port_2 — 输入信号
标量 | 向量 | 矩阵

输入信号，指定为标量、向量或矩阵。受支持的模式同时接受实数和复数输入，但 reciprocal 除外，它不接受复数定点输入。

依赖关系

要启用此端口，请将函数设置为 hypot、rem 或 mod。

此模块的数据类型支持取决于您选择的函数和输入的大小。有关详细信息，请参阅数据类型支持。

输出

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Port_1 — 对一个或多个输入执行函数运算的结果
标量 | 向量 | 矩阵

输出信号，指定为标量、向量或矩阵。模块输出的维度取决于您选择的函数和输入的大小。模块输出是实数还是复数取决于您的输出信号类型选项。请参阅描述。

使用牛顿-拉夫逊方法的 `reciprocal`

使用牛顿-拉夫逊方法的 reciprocal 的输出数据类型取决于输入数据类型：

输入数据类型	输出数据类型
单精度	单精度
双精度	双精度
内置整数	内置整数
内置定点	内置定点
`fi` (value, 0, word_length, fraction_length)	`fi` (value, 0, word_length, word_length–fraction_length–1)
`fi` (value, 1, word_length, fraction_length)	`fi` (value, 1, word_length, word_length–fraction_length–2)

参数

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常设

函数 — 数学函数
exp (默认) | log | 2^u | 10^u | log10 | magnitude^2 | 方波 | pow | conj | 倒数 | hypot | rem | mod | 转置 | hermitian

指定数学函数。有关此参数的选项的详细信息，请参阅描述。

依赖关系

将函数设置为 pow 会启用有符号幂参数。

编程用法

模块参数：Operator

类型：字符向量

值：

'exp' | 'log' | '2^u' | '10^u' | 'log10' | 'magnitude^2' | 'square' | 'pow' | 'conj' | 'reciprocal' | 'hypot' | 'rem' | 'mod' | 'transpose' | 'hermitian'

默认值：'exp'

算法方法 — `reciprocal` 函数的算法方法
完全 (默认) | 牛顿-拉夫逊

reciprocal 函数的算法方法，指定为完全或牛顿-拉夫逊。要使用牛顿-拉夫逊逼近方法计算倒数，请选择牛顿-拉夫逊。否则，请选择完全。

依赖关系

将函数设置为倒数会启用此参数。

编程用法

模块参数：AlgorithmType

类型：字符向量

值：'Exact' | 'Newton-Raphson'

默认值：'Exact'

有符号幂 — 幂的符号性
on (默认) | off

计算幂时（指定为开或关），考虑输入信号的符号。Math Function 仅在输出信号为实数时使用此参数。

on - 通过将输入信号绝对值乘以输入信号的符号来计算幂。
off - 计算实际输入值的幂。如果第一个输入为负数，第二个输入不是整数，且输出信号为实数，则函数返回 NaN。

依赖关系

将函数设置为 pow 会启用此参数。

编程用法

模块参数：SignedPower

类型：字符向量

值：'on' | 'off' |

默认值：'on'

输出信号类型 — 输出信号的复/实性
自动 (默认) | 实数 | 复

将 Math Function 模块的输出信号类型指定为 auto、real 或 complex。

函数输入信号类型输出信号类型

自动实数复数

函数	输入信号类型	输出信号类型
`exp`, `log`, `2^u`, `10^u`, `log10`, `square`, `pow`, `reciprocal`, `conjugate`, `transpose`, `hermitian`	`real` `complex`	`real` `complex`	`real` `error`	`complex` `complex`
`magnitude squared`	`real` `complex`	`real` `real`	`real` `real`	`complex` `complex`
`hypot`, `rem`, `mod`	`real` `complex`	`real` `error`	`real` `error`	`complex` `error`

exp, log, 2^u, 10^u, log10, square, pow, reciprocal, conjugate, transpose, hermitian

real

complex

real

complex

real

error

complex

magnitude squared

real

complex

real

complex

hypot, rem, mod

real

complex

real

error

real

error

complex

error

编程用法

模块参数：OutputSignalType

类型：字符向量

值：'auto' | 'real' | 'complex'

默认值：'auto'

迭代次数 — 牛顿-拉夫逊迭代次数
3 (默认) | 标量

牛顿-拉夫逊迭代次数，指定为标量。

依赖关系

要启用此参数，请进行如下设置：

函数设置为倒数。
算法方法设置为牛顿-拉夫逊。

编程用法

模块参数：Iterations

类型：字符向量

值：'3' | scalar

默认值：'3'

采样时间(-1 表示继承) — 采样之间的时间间隔
`-1` (默认) | 标量 | 向量

指定采样时间间隔。要继承采样时间，请将此参数设置为 -1。有关详细信息，请参阅指定采样时间。

依赖关系

仅当您将此参数设置为 -1 以外的值时才可见。要了解详细信息，请参阅不推荐设置采样时间的模块。

编程用法

要以编程方式设置模块参数值，请使用 set_param 函数。

参数:	`SampleTime`
值:	`"-1"` (默认) \| scalar or vector in quotes

信号属性

输出最小值 — 范围检查的最小输出值
`[]` (默认) | 标量

软件检查的输出范围的下限值。

软件使用最小值执行下列操作：

某些模块的参数范围检查（请参阅指定模块参数的最小值和最大值）。
仿真范围检查（请参阅指定信号范围和启用仿真范围检查）。
定点数据类型的自动定标。
从模型生成的代码的优化。此优化可删除算法代码，并影响某些仿真模式（如 SIL 或外部模式）的结果。有关详细信息，请参阅使用指定的最小值和值进行优化 (Embedded Coder)。

提示

输出最小值不会对实际输出信号进行饱和处理或截断。请改用 Saturation 模块。

编程用法

要以编程方式设置模块参数值，请使用 set_param 函数。

参数:	`OutMin`
值:	`'[]'` (默认) \| scalar in quotes

输出最大值 — 范围检查的最大输出值
`[]` (默认) | 标量

软件检查的输出范围的上限值。

软件使用最大值执行下列操作：

某些模块的参数范围检查（请参阅指定模块参数的最小值和最大值）。
仿真范围检查（请参阅指定信号范围和启用仿真范围检查）。
定点数据类型的自动定标。
从模型生成的代码的优化。此优化可删除算法代码，并影响某些仿真模式（如 SIL 或外部模式）的结果。有关详细信息，请参阅使用指定的最小值和值进行优化 (Embedded Coder)。

提示

输出最大值不会对实际输出信号进行饱和处理或截断。请改用 Saturation 模块。

编程用法

要以编程方式设置模块参数值，请使用 set_param 函数。

参数:	`OutMax`
值:	`'[]'` (默认) \| scalar in quotes

输出数据类型 — 指定输出数据类型
`Inherit: Same as first input` (默认) | `Inherit: Inherit via internal rule` | `Inherit: Inherit via back propagation` | double | single | half | int8 | uint8 | int16 | uint16 | int32 | uint32 | int64 | uint64 | fixdt(1,16) | fixdt(1,16,0) | fixdt(1,16,2^0,0) | <数据类型表达式>

指定输出数据类型。可以将其设置为：

继承数据类型的规则，例如继承: 通过反向传播继承
内置数据类型的名称，例如 single
数据类型对象的名称，例如 Simulink.NumericType 对象
计算结果为数据类型的表达式，例如 fixdt(1,16,0)

数据类型助手可帮助您设置数据属性。要使用数据类型助手，请点击 the Show data type assistant button 。有关详细信息，请参阅使用数据类型助手指定数据类型。

依赖关系

要启用此参数，请将函数设置为 magnitude^2、方波或倒数。
对于 magnitude^2 和平方，当输入是小于单精度的浮点数据类型时，继承:从内部规则继承输出数据类型取决于 Inherit floating-point output type smaller than single precision 配置参数的设置。当对数据类型进行编码所需的位数小于对单精度数据类型编码所需的 32 位时，数据类型小于单精度。例如，half 和 int16 小于单精度。

编程用法

模块参数：OutDataTypeStr

类型：字符向量

默认值：'Inherit: Same as first input'

锁定输出数据类型设置以防止被定点工具更改 — 防止定点工具覆盖数据类型
`off` (默认) | `on`

要防止定点工具覆盖您在模块上指定的输出数据类型，请选择此参数。有关详细信息，请参阅Use Lock Output Data Type Setting (Fixed-Point Designer)。

依赖关系

要启用此参数，请将函数设置为 magnitude^2、方波或倒数。

编程用法

模块参数：LockScale

类型：字符向量

值：'off' | 'on'

默认值：'off'

整数舍入模式 — 定点运算的舍入模式
向下 (默认) | 向上 | 收敛 | 最邻近值 | 舍入 | 最简 | 零

定点运算的舍入模式。有关详细信息，请参阅舍入模式 (Fixed-Point Designer)。

模块参数始终舍入到最邻近的可表示值。要控制模块参数的舍入方法，请在封装参数框中使用 MATLAB 舍入函数输入表达式。

依赖关系

要启用此参数，请将函数设置为 magnitude^2、方波或倒数。

编程用法

模块参数：RndMeth

类型：字符向量

默认值：'Floor'

对整数溢出进行饱和处理 — 选择发生整数溢出时的行为
`on` (默认) | 布尔

操作理由溢出示例

操作	理由	溢出	示例
选中对整数溢出进行饱和处理复选框。	您的模型可能有溢出，并且您希望在生成的代码中具有显式饱和保护。	将溢出饱和处理为数据类型能够表示的最小值或最大值。	`int8`（有符号 8 位整数）数据类型可以表示的最大值为 127。任何大于此最大值的模块运算结果都会导致 8 位整数溢出。如果选中此复选框，模块输出将在达到 127 时饱和。类似地，模块输出将在达到最小输出值 -128 时饱和。
不选中对整数溢出进行饱和处理复选框。	您需要优化所生成代码的效率。您希望避免过度地指定信号超出范围时的处理方式。有关详细信息，请参阅信号范围错误故障排除。	溢出会绕回到由数据类型表示的适当值。	`int8`（有符号 8 位整数）数据类型可以表示的最大值为 127。任何大于此最大值的模块运算结果都会导致 8 位整数溢出。清除该复选框时，软件会将导致溢出的值解释为 `int8`，这可能产生意外结果。例如，以 `int8` 表示的模块结果 130（二进制 1000 0010）为 -126。

选中对整数溢出进行饱和处理复选框。

您的模型可能有溢出，并且您希望在生成的代码中具有显式饱和保护。

将溢出饱和处理为数据类型能够表示的最小值或最大值。

int8（有符号 8 位整数）数据类型可以表示的最大值为 127。任何大于此最大值的模块运算结果都会导致 8 位整数溢出。如果选中此复选框，模块输出将在达到 127 时饱和。类似地，模块输出将在达到最小输出值 -128 时饱和。

不选中对整数溢出进行饱和处理复选框。

您需要优化所生成代码的效率。

您希望避免过度地指定信号超出范围时的处理方式。有关详细信息，请参阅信号范围错误故障排除。

溢出会绕回到由数据类型表示的适当值。

int8（有符号 8 位整数）数据类型可以表示的最大值为 127。任何大于此最大值的模块运算结果都会导致 8 位整数溢出。清除该复选框时，软件会将导致溢出的值解释为 int8，这可能产生意外结果。例如，以 int8 表示的模块结果 130（二进制 1000 0010）为 -126。

当您选中此复选框时，模块会将饱和应用于每个内部操作，而不仅仅应用于输出或结果。当代码生成过程检测到不可能发生溢出时，代码生成器不会生成饱和代码。

依赖关系

要启用此参数，请将函数设置为 magnitude^2、方波、conj、倒数或 hermitian。

编程用法

模块参数：SaturateOnIntegerOverflow

类型：字符向量

值：'off' | 'on'

默认值：'on'

模块特性

数据类型	`Boolean` \| `double` \| `fixed point` \| `half` \| `integer` \| `single`
直接馈通	`是`
多维信号	`是`
可变大小信号	`是`
过零检测	`否`

扩展功能

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C/C++ 代码生成
使用 Simulink® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

HDL 代码生成
使用 HDL Coder™ 为 FPGA 和 ASIC 设计生成 VHDL、Verilog 和 SystemVerilog 代码。

HDL Coder™ 提供影响 HDL 实现和综合逻辑的额外配置选项。

HDL 架构

下表根据函数模块参数的设置，显示架构 HDL 模块属性的可用设置。

函数	架构	描述
`conj`	ComplexConjugate	计算复共轭。
`hermitian`	hermitian	计算复共轭转置。
`transpose`	转置	计算数组转置。
`mod`, `rem`	ShiftAdd	通过使用具有多个移位相加运算的非还原除法算法，对内置整数输入类型执行模数或余数运算。 ShiftAdd 是一种流水线实现，它可能会在生成的代码中引入额外的延迟。当您使用此架构时，您也可以通过设置 LatencyStrategy 参数来控制延迟。

倒数架构

当您将函数设置为倒数并将算法方法设置为精确时，您可以将架构 HDL 模块属性设置为 ShiftAdd。

架构	参数	额外的延迟周期	描述
ShiftAdd（默认值）	无	有符号输入：（输入字长 + 4）无符号输入：（输入字长 + 4）有关模块的浮点延迟，请参阅Latency Values of Floating-Point Operators (HDL Coder)。	通过使用具有多个移位相加运算的非还原除法算法，对定点或浮点输入执行倒数运算。与牛顿-拉夫逊逼近方法相比，这种架构提高了精度。

架构

参数

额外的延迟周期

描述

ShiftAdd（默认值）

无

有符号输入：（输入字长 + 4）

无符号输入：（输入字长 + 4）

有关模块的浮点延迟，请参阅Latency Values of Floating-Point Operators (HDL Coder)。

通过使用具有多个移位相加运算的非还原除法算法，对定点或浮点输入执行倒数运算。与牛顿-拉夫逊逼近方法相比，这种架构提高了精度。

当您使用定点数据类型时，设计必须满足以下 HDL 代码生成准则：

输入字长 (WL) 必须小于或等于 63。
WL input + Abs(FL Sum) 必须小于或等于 63。其中 FL sum = FL input + FL output。

当您使用 ShiftAdd 架构对倒数函数建模时，您可以使用资源复用优化。有关详细信息，请参阅Resource Sharing (HDL Coder)。

该模块使用多周期实现来在生成代码中引入额外的延迟。要查看增加的延迟，请查看生成的模型或验证模型。请参阅Generated Model and Validation Model (HDL Coder)。

对于 reciprocal 函数，HDL 代码生成还支持牛顿-拉夫逊算法方法。

下表显示当您将函数设置为倒数并将算法方法设置为牛顿-拉夫逊时，架构 HDL 模块属性的可用设置。

架构额外的延迟周期描述

架构	额外的延迟周期	描述
ReciprocalNewtonSingleRate（默认值）	(迭代次数 * `2`) + `1`	使用单频率流水线牛顿法。选择此选项以优化您的设计速度，或使用单频率实现。当您使用此设置时，`Iterations` 模块参数的推荐值为从 `2` 到 `10`。如果 `Iterations` 的值超出推荐范围，HDL Coder 会显示一条消息。
ReciprocalRsqrtBasedNewtonSingleRate	有符号输入：(`Iterations` * 4) + 8 无符号输入：(`Iterations` * 4) + 6	对基于平方根倒数的牛顿-拉夫逊倒数实现使用此架构。当此实现能更好地满足您的延迟或资源需求时，选择此选项。当您使用此设置时，`Iterations` 模块参数的推荐值为从 `2` 到 `10`。如果 `Iterations` 的值超出推荐范围，HDL Coder 会显示一条消息。

ReciprocalNewtonSingleRate（默认值）

(迭代次数 * 2) + 1

使用单频率流水线牛顿法。选择此选项以优化您的设计速度，或使用单频率实现。

当您使用此设置时，Iterations 模块参数的推荐值为从 2 到 10。

如果 Iterations 的值超出推荐范围，HDL Coder 会显示一条消息。

ReciprocalRsqrtBasedNewtonSingleRate

有符号输入：(Iterations * 4) + 8

无符号输入：(Iterations * 4) + 6

对基于平方根倒数的牛顿-拉夫逊倒数实现使用此架构。当此实现能更好地满足您的延迟或资源需求时，选择此选项。当您使用此设置时，Iterations 模块参数的推荐值为从 2 到 10。

如果 Iterations 的值超出推荐范围，HDL Coder 会显示一条消息。

HDL 模块属性

通用
ConstrainedOutputPipeline	通过移动设计中现有延迟的方式来放置在输出端的寄存器的数量。分布式流水线不会重新分发这些寄存器。默认值为 `0`。有关详细信息，请参阅ConstrainedOutputPipeline (HDL Coder)。
InputPipeline	要在生成的代码中插入的输入流水线阶段数。分布式流水线和受限输出流水线可以移动这些寄存器。默认值为 `0`。有关详细信息，请参阅InputPipeline (HDL Coder)。
OutputPipeline	要在生成的代码中插入的输出流水线阶段数。分布式流水线和受限输出流水线可以移动这些寄存器。默认值为 `0`。有关详细信息，请参阅OutputPipeline (HDL Coder)。
LatencyStrategy	要启用此属性，请将 HDL 架构设置为 ShiftAdd。对于定点类型，指定是将设计中的模块映射到 `MAX`、`Min`、`CUSTOM` 还是 `ZERO` 延迟。默认值为 MAX。另请参阅LatencyStrategy (HDL Coder)。
CustomLatency	要启用此属性，请将 HDL 架构设置为 ShiftAdd。当 LatencyStrategy 设置为 `CUSTOM` 时，使用此属性为定点类型指定介于 `ZERO` 和 `MAX` 之间的自定义延迟值。另请参阅LatencyStrategy (HDL Coder)。
SynthesisAttributes	指定模型中模块和模块输出信号的综合属性。生成的 HDL 代码包含这些属性。有关详细信息，请参阅SynthesisAttributes (HDL Coder)。

原生浮点
CheckResetToZero	将此属性用于 Math Function 模块的 `mod` 和 `rem` 函数。如果两个数 `a` 和 `b` 的商 `a/b` 接近整数，则此设置将 `a` 视为 `b` 的整数倍且 `rem(a,b)` = 0。该结果在数值上是精确的，并且与仿真结果相匹配。计算该结果会使用额外的资源，并会增加目标 FPGA 器件上的占用面积。有关详细信息，请参阅 CheckResetToZero (HDL Coder)。
HandleDenormals	指定是否希望 HDL Coder 在设计中插入额外的逻辑来处理非正规数字。非正规数是大小非常小、必须使用包含前导零的尾数才能表示的浮点数。默认值为 inherit。另请参阅HandleDenormals (HDL Coder)。
LatencyStrategy	指定对于浮点运算符是否将设计中的模块映射到 `inherit`、`Max`、`Min`、`Zero` 或 `Custom`。默认值为 inherit。另请参阅LatencyStrategy (HDL Coder)。
NFPCustomLatency	要指定值，请将 LatencyStrategy 设置为 `Custom`。HDL Coder 会增加延迟，其值等于您为 NFPCustomLatency 设置指定的值。另请参阅NFPCustomLatency (HDL Coder)。
MaxIterations	将此属性用于 Math Function 模块的 `mod` 和 `rem` 函数。如果您的两个数 `a` 和 `b` 是非常大的整数，您可以增大 MaxIterations 以匹配仿真结果。计算该结果会使用额外的资源，并会增加目标 FPGA 器件上的占用面积。有关详细信息，请参阅 MaxIterations (HDL Coder)。
IterationsPerPipeline	将此属性用于 Math Function 模块的 `reciprocal` 函数。要启用此属性，请将算法方法参数设置为精确。当 LatencyStrategy 设置为 `Custom(PerIterations)` 时，使用此设置指定每个流水线阶段的迭代次数。有关详细信息，请参阅Reciprocal (HDL Coder)。

原生浮点中支持的数据类型和函数

Math Function 模块支持标量、向量或矩阵数据类型。下表显示原生浮点支持，并指示每个函数是否也支持定点和复数数据。

Math Function	支持的浮点数据类型			定点数据类型支持	复数数据支持
Math Function	半精度	单精度	双精度	定点数据类型支持	复数数据支持
`exp`	否	是	否	否	否
`log`	否	是	是	否	否
`2^u`	否	是	否	否	否
`10^u`	否	是	否	否	否
`log10`	否	是	否	否	否
`magnitude^2`	否	是	是	是	是
`square`	否	是	否	是	是
`pow`	否	是	否	否	否
`conj`	否	是	否	是	是
`reciprocal`	是	是	是	是	否
`hypot`	否	是	否	否	否
`rem`	否	是	否	否	否
`mod`	否	是	否	否	否
`transpose`	是	是	是	是	是
`hermitian`	否	是	否	是	是

限制

当您使用倒数实现时：

输入必须为标量并且具有整数或定点数据类型，无论是有符号还是无符号。
输出必须为标量并且具有整数或定点数据类型，无论是有符号还是无符号。
对整数溢出进行饱和处理选项必须处于选中状态。

PLC 代码生成
使用 Simulink® PLC Coder™ 生成结构化文本代码。

定点转换
使用 Fixed-Point Designer™ 设计和仿真定点系统。

Math Function 模块仅在某些配置中支持定点转换。有关详细信息，请参阅 Block Support Table。

版本历史记录

在 R2006a 之前推出

全部展开

R2026a: 指定模块和模块输出信号的综合属性

使用 SynthesisAttributes HDL 模块属性指定模块及其输出信号的综合属性。HDL Coder 在生成的 HDL 代码中包含这些属性。

R2026a: 架构 HDL 模块属性的 ReciprocalNewton 设置已删除

架构 HDL 模块属性的 ReciprocalNewton 设置已删除。当您将函数模块参数设置为倒数并将算法方法设置为牛顿-拉夫逊时，架构的默认设置现在为 ReciprocalNewtonSingleRate。

R2023a: `Math Function` 模块支持 2^u

Math Function 模块现在支持 2^u 函数。MATLAB 等效形式是 2.^u（请参阅 power）。

另请参阅

Sqrt | Trigonometric Function

主题

hisl_0004: Usage of natural logarithm and base 10 logarithm operations

Math Function

描述

牛顿-拉夫逊倒数算法方法

数据类型支持

示例

有界可变大小信号基本操作

端口

输入

Port_1 — 输入信号 标量 | 向量 | 矩阵

依赖关系

Port_2 — 输入信号 标量 | 向量 | 矩阵

依赖关系

输出

Port_1 — 对一个或多个输入执行函数运算的结果 标量 | 向量 | 矩阵

使用牛顿-拉夫逊方法的 reciprocal

参数

常设

函数 — 数学函数 exp (默认) | log | 2^u | 10^u | log10 | magnitude^2 | 方波 | pow | conj | 倒数 | hypot | rem | mod | 转置 | hermitian

依赖关系

编程用法

算法方法 — reciprocal 函数的算法方法 完全 (默认) | 牛顿-拉夫逊

依赖关系

编程用法

有符号幂 — 幂的符号性 on (默认) | off

依赖关系

编程用法

输出信号类型 — 输出信号的复/实性 自动 (默认) | 实数 | 复

编程用法

迭代次数 — 牛顿-拉夫逊迭代次数 3 (默认) | 标量

依赖关系

编程用法

采样时间(-1 表示继承) — 采样之间的时间间隔 -1 (默认) | 标量 | 向量

依赖关系

编程用法

信号属性

输出最小值 — 范围检查的最小输出值 [] (默认) | 标量

提示

编程用法

输出最大值 — 范围检查的最大输出值 [] (默认) | 标量

提示

编程用法

依赖关系

编程用法

锁定输出数据类型设置以防止被定点工具更改 — 防止定点工具覆盖数据类型 off (默认) | on

依赖关系

编程用法

整数舍入模式 — 定点运算的舍入模式 向下 (默认) | 向上 | 收敛 | 最邻近值 | 舍入 | 最简 | 零

依赖关系

编程用法

对整数溢出进行饱和处理 — 选择发生整数溢出时的行为 on (默认) | 布尔

依赖关系

编程用法

模块特性

扩展功能

C/C++ 代码生成 使用 Simulink® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

HDL 代码生成 使用 HDL Coder™ 为 FPGA 和 ASIC 设计生成 VHDL、Verilog 和 SystemVerilog 代码。

PLC 代码生成 使用 Simulink® PLC Coder™ 生成结构化文本代码。

定点转换 使用 Fixed-Point Designer™ 设计和仿真定点系统。

版本历史记录

R2026a: 指定模块和模块输出信号的综合属性

R2026a: 架构 HDL 模块属性的 ReciprocalNewton 设置已删除

R2023a: Math Function 模块支持 2^u

另请参阅

主题

Port_1 — 输入信号
标量 | 向量 | 矩阵

Port_2 — 输入信号
标量 | 向量 | 矩阵

Port_1 — 对一个或多个输入执行函数运算的结果
标量 | 向量 | 矩阵

使用牛顿-拉夫逊方法的 `reciprocal`

函数 — 数学函数
exp (默认) | log | 2^u | 10^u | log10 | magnitude^2 | 方波 | pow | conj | 倒数 | hypot | rem | mod | 转置 | hermitian

算法方法 — `reciprocal` 函数的算法方法
完全 (默认) | 牛顿-拉夫逊

有符号幂 — 幂的符号性
on (默认) | off

输出信号类型 — 输出信号的复/实性
自动 (默认) | 实数 | 复

迭代次数 — 牛顿-拉夫逊迭代次数
3 (默认) | 标量

采样时间(-1 表示继承) — 采样之间的时间间隔
`-1` (默认) | 标量 | 向量

输出最小值 — 范围检查的最小输出值
`[]` (默认) | 标量

输出最大值 — 范围检查的最大输出值
`[]` (默认) | 标量

锁定输出数据类型设置以防止被定点工具更改 — 防止定点工具覆盖数据类型
`off` (默认) | `on`

整数舍入模式 — 定点运算的舍入模式
向下 (默认) | 向上 | 收敛 | 最邻近值 | 舍入 | 最简 | 零

对整数溢出进行饱和处理 — 选择发生整数溢出时的行为
`on` (默认) | 布尔

C/C++ 代码生成
使用 Simulink® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

HDL 代码生成
使用 HDL Coder™ 为 FPGA 和 ASIC 设计生成 VHDL、Verilog 和 SystemVerilog 代码。

PLC 代码生成
使用 Simulink® PLC Coder™ 生成结构化文本代码。

定点转换
使用 Fixed-Point Designer™ 设计和仿真定点系统。

R2023a: `Math Function` 模块支持 2^u