滤波器的性能指标及MATLAB仿真

1、FIR数字滤波器的DS咬现TMS320C5402在指令集和硬件结构上对滤波器算法的实现有专门的考虑。首先是在指令中设置了MACD指令，他的功能是将数据区的两个数相乘以后，再与累加器中的值累加，运算结果仍保留丁累加器中，而为下一次操作准备； 其次，在硬件上设计了间接寻址时的循环寻址功能，即将滤波器系数保存丁一个可循环寻址的数据缓冲区，寻址指针由低地址自动增长，当达到缓冲区顶部 时，自动返回低地址重新寻址，这样，配合单指令重复指令RPT，就可以快速 实现卷积操作。在FIR数字滤波器的设计中，一个必须注意的问题是计算的精度和结果溢 出问题。由丁在滤波器设计时，滤波器的系数都是小数，为了获得较高的精度

2、和 整数化系数，一般都要对求出来的系数乘一个较大的数，然后再调整。这样导致 在计算中有可能累加器溢出；另一个问题是计算后累加器中的结果数值为32位，而物理的存储器位数是16位，在存储处理结果时，通常的做法是将低16位结果直接丢弃不用，只取高16位作为计算结果，但这样做带来的后果是精度 降低。因而在考虑滤波器设计时，必须综合考虑输入信号的幅度，并仔细分析中 问值的大小，调整滤波器的系数，在不影响计算速度的情况下，提高计算精度。TMS320C5402在指令集和硬件结构上对滤波器算法的实现有专门的考虑。首先是在指令中设置了MACD指令，他的功能是将数据区的两个数相乘以后，再与累加器中的值累加，运算结

3、果仍保留丁累加器中，而为下一次操作准备； 其次，在硬件上设计了间接寻址时的循环寻址功能，即将滤波器系数保存丁一个可循环寻址的数据缓冲区，寻址指针由低地址自动增长，当达到缓冲区顶部 时，自动返回低地址重新寻址，这样，配合单指令重复指令RPT，就可以快速 实现卷积操作。在FIR数字滤波器的设计中，一个必须注意的问题是计算的精度和结果溢 出问题。由丁在滤波器设计时，滤波器的系数都是小数，为了获得较高的精度和 整数化系数，一般都要对求出来的系数乘一个较大的数，然后再调整。这样导致 在计算中有可能累加器溢出；另一个问题是计算后累加器中的结果数值为32位，而物理的存储器位数是16位，在存储处理结果时，通常

4、的做法是将低16位结果直接丢弃不用，只取高16位作为计算结果，但这样做带来的后果是精 度降低。因而在考虑滤波器设计时，必须综合考虑输入信号的幅度，并仔细分析 中问值的大小，调整滤波器的系数，在不影响计算速度的情况下，提高计算精 度。利用数字信号处理器处理语音时，除了在语音输入端加上硬件滤波电路外， 还需进行数字滤波。因为硬件滤波电路的阻带衰减不好，在滤波时无用的频率成 分不可能滤干净。该数字滤波器的技术指标为：通带截止频率与p=0.N ,阻带截p止频率为切s=。加，实际通带波动Rp=0.25dB，最小阻带衰减As= 50dB,抽样频率Fs=10000Hz ,窗函数的选用用凯塞窗可以满足设计需求

5、。上述FIR数字滤波器的源程序如下：.mm regs.global begink_fir_index.set1k_fir_bffr.set82 ;FIR数字滤波器的阶数k_frame_size.set256.dataoutput.space k_frame_size*16 ;输出数据缓冲区的大小input.copy firinput ;输入信号(c语言编程生成的文件) coff_fir_start .copy coff_fir;FIR滤波器的系数fir_dp.usect “fir_vars ” ,0d_filin.usect“fir_vars ” ,1d_filout.usect “fir_v

6、ars ” ,1fir_coff_table .usect “fir_var0 ” ,2d_data_buffer .usect “fir_bfr ”，40bo s.usect “stack ” ,0fhto s.usect “stack ” ,1.text.def inilite_dsp.def fir_init.def fir_task.asg ar0,fir_index_p.asg ar4,fir_data_p.asg ar5,fir_coff_pinilite_dsp:;初始化DSPLD#0.DPSTM#0X4007,058H;SET C5402DSP CLOCK TO 50MHzST

7、M#0X2000,028H;SWWSR=28HSTM#0X0000,29H;BSCR=29HSTM#0X1800,06H;ST0=06HSTM#0X2900,07H;ST1=07HSTM#0Xffc0,1DH;PMST=1DHSTM#0X0010,26H;TCR=26HSTM#0X0010,32H;TCR1=32Hfir_init;stm#fir_coff_table,fir_coff_prpt#k_fir_bffr- 1;将FIR系数从程序存储器移动到数据存储器mvpd#coff_fir_start,*fir_coff_p+stm#k_fir_index,fir_index_pstm#d_d

8、ata_buffer,fir_data_p;装载最新的米样地址rptza,#k_fir_bffrst1a,*fir_data_p+;使缓冲器复位stm#(d_data_buffer+ k_fir_bffr- 1),fir_data_p.asg ar6, inbuf_p.asg ar7, outbuf_p.asg ar4, fir_data_p.asg ar5, fir_coff_pfir_task:；设定循环块的大小stm#input, inbuf_pstm#output, outbuf_ps tm#k_frame_size- 1,brcrptbdfir_filter_loop- 1stm#k

9、_fir_bffr,bk;FIR循环缓冲器大小ld*inbuf p+, a;装载输入数据fir_filter.;开始滤波stla, *fir_data_p+ ;用最新的采样值取代最旧的采样值rptz a,(k_fir_bffr- 1)mac *fir_data_p+ 0%, *fir_coff_p+ 0%, a ; FIR滤波sth a,*outbuf_p+ ;代替最旧的缓冲器的值fir_filter_loopeend:b eend.endAltera公司提供了类似Unix的命令行界面来开发软件，即Nios SDK Shell。SDK中包含的头文件和库文件，提供了硬件映象地址和一些基本的硬件访问子 程序。在软件设计过程中主要完成网络协议栈设计、应用级代码的编写。用C和C+来对Nios编写应用程序的源代码，在写网络协议栈时，可用到由SoPCBuilder生成的SDK包里面的src/plugs文件的程序，他支持以下一些网络协议：IP, ARP, ICMP, UDP,TCP。然后程序经充分调试后下载到FLASH中。软硬件都 完成后在开发板上进行调试，看是否符合系统的要求。将设计中所需要的模块通过