【正文】 Hk(z) H2(z) H1(z) 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 84 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 2． 級(jí)聯(lián)型 IIR濾波器 由三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)二階節(jié)級(jí)聯(lián) 構(gòu)成的六階 IIR濾波器： + Z1 + + + + + Z1 Z1 Z1 Z1 Z1 x(n) b0 b1 b2 a2 a1 d0 d1 d2 c2 c1 f0 f1 f2 e1 e2 y(n) 由三個(gè)二階節(jié)級(jí)聯(lián)的六階 IIR濾波器 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 85 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) IIR濾波器的基本結(jié)構(gòu) 高階 IIR濾波器可以由多個(gè)二階基本節(jié) 并聯(lián)組成。 其傳遞函數(shù)可以表示為 ： 2． 級(jí)聯(lián)型 IIR濾波器 H(z) = CH1(z) H2(z)… Hk(z) () Hi(z)為 一階或二節(jié)階的傳遞函數(shù)。 z1 z1 b0 b1 b2 a1 a2 x(n) y(n) w(n) + + + + 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 82 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) (3) 變換型 1． 二階 IIR濾波器 這種結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)型相比，延遲單元的數(shù)目和乘法的次數(shù)不變，但只需要三次累加。 4個(gè)延遲單元 ( z1) b0 b1 b2 z1 a1 a2 x(n) y(n) + + + z1 z1 z1 + 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 79 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) (1)直接型 (直接 Ⅰ 型 ) 直接型二階 IIR濾波器還可用下圖的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。 IIR濾波器的基本結(jié)構(gòu) IIR濾波器具有多種形式，主要有： ? 直接型 (也稱(chēng)直接 Ⅰ 型 ? 標(biāo)準(zhǔn)型 (也稱(chēng)直接 Ⅱ 型 ) ? 變換型 ? 級(jí)聯(lián)型 ? 并聯(lián)型 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 77 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) IIR濾波器的基本結(jié)構(gòu) 二階 IIR濾波器，又稱(chēng)為二階基本節(jié)，分為 直接型、標(biāo)準(zhǔn)型和變換型。 若有極點(diǎn)位于單位圓外將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。因此，也得到了較為廣泛的應(yīng)用。輸入最新樣本，并修正 AR3 .end 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 72 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 在 ’ C5402DSP硬件系統(tǒng)中，用戶(hù)可使用的存儲(chǔ)器資源： 3． 匯編源程序的鏈接命令文件 程序存儲(chǔ)空間： 片內(nèi) 0080H~3FFFH， 片外 48000H~4FFFFH； 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間： 片內(nèi) 0080H~3FFFH， 片外 4000H~7FFFH。輸出 y(n) BD FIR_TASK 。雙操作數(shù)乘法 累加 STH A， y 。輸入 x(n) FIR_TASK： STM K_FIR_BFFR， BK RPTZ A， K_FIR_BFFR1 。設(shè)置雙操作數(shù)減量 LD D_DATA_BUFFER， DP 。系數(shù) bi傳輸至數(shù)據(jù)區(qū) STM D_DATA_BUFFER， AR4 。AR1指向 b0單元 RPT K_FIR_BFFR1 。b38b39 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 70 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) .text .def FIR_INIT .def FIR_TASK FIR_INIT： SSBX FRCT 。b0,b1 .word 14*32768/10000,10*32768/10000 。定義數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間 D_DATA_BUFFER .usect “FIR_BFR”， 40 。輸入最新數(shù)據(jù)至 New區(qū) 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 66 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) FIR濾波器的 DSP實(shí)現(xiàn) FIR濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)例 設(shè)計(jì)一個(gè) FIR低通濾波器，其設(shè)計(jì)參數(shù)： 濾波器階數(shù)： N=40； 截止頻率： wp=?， ws=?。New區(qū)向 Old區(qū)傳送數(shù)據(jù) 。修正 AR1， 指向 New區(qū)最老數(shù)據(jù) 。保存 y(n)結(jié)果 。B清 0，設(shè)置重復(fù)次數(shù) 。輸入數(shù)據(jù) x(n) 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 65 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 程序清單： FIR3: ADD *AR1+%,*AR2+0%,A RPTZ B,(size1) FIRS *AR1+%,*AR2+0%,COEF STH B,y PORTW y,PA0 MAR *+AR1(2)% MAR *AR2+% MVDD *AR1,*AR2+0% BD FIR3 PORTR PA1,*AR1 .end 。設(shè)置循環(huán)緩沖區(qū)長(zhǎng)度 。AR1指向 x_new單元 。設(shè)置頁(yè)指針 。定義數(shù)據(jù) 。定義數(shù)據(jù) 。給輸入口地址 PA1賦值 。給符號(hào) size賦值 。給 DATA1段保留 4個(gè)空間 。定義模塊 。 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 63 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) (3) 系數(shù)對(duì)稱(chēng) FIR濾波器的實(shí)現(xiàn) 程序清單： .title “” .mmregs .def start .bss y,1 x_new: .usect “DATA1”,4 x_old: .usect “DATA2”,4 size .set 4 PA0 .set 0 PA1 .set 1 .data COEF: .word 1*32768/10 .word 2*32768/10 .word 3*32768/10 .word 4*32768/10 。 AR2→ ⑧ 用 New區(qū)的最老數(shù)據(jù)替代 Old區(qū)的最老數(shù)據(jù)，輸入新數(shù)據(jù)替代 New區(qū)的最老數(shù)據(jù) ； 3)x(n+1) ⑨ 重復(fù)執(zhí)行④ ~ ⑧。其輸出方程： y(n) = b0x(n)+b1x(n1)+b2x(n2)+b3x(n3) +b3x(n4)+b2x(n5)+b1x(n6)+b0x(n7) = b0[ x(n)+x(n7)] + b1[ x(n1)+x(n6) ] +b2[ x(n2)+x(n5) ]+b3[ x(n3)+x(n4) ] 需要： 4次乘法 7次加法 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 59 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) (3) 系數(shù)對(duì)稱(chēng) FIR濾波器的實(shí)現(xiàn) 對(duì)稱(chēng) FIR濾波器的實(shí)現(xiàn)方法： ① 在 RAM中開(kāi)辟兩個(gè) N/2長(zhǎng)度的循環(huán)緩沖區(qū) New和 Old ，分別存放N/2個(gè)新數(shù)據(jù)和老數(shù)據(jù)； New Old x(n) x(n3) x(n2) x(n1) x(n4) x(n5) x(n6) x(n7) ② 設(shè)置循環(huán)緩沖區(qū)指針： AR1指向 New區(qū)中的最新數(shù)據(jù)， AR2指向 Old區(qū)中的最老數(shù)據(jù)； AR1→ AR2→ ③ 在程序存儲(chǔ)器中設(shè)置系數(shù)表； 系數(shù)表 b0 b1 b2 b3 COEF ④ 進(jìn)行 (AR1)+(AR2)?AH加法運(yùn)算，并修改數(shù)據(jù)指針， AR1+1?AR1，AR21?AR2； AH x(n) x(n7) x(n) + x(nx(n) + x(n7) AR1→ AR2→ 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 60 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) (3) 系數(shù)對(duì)稱(chēng) FIR濾波器的實(shí)現(xiàn) 對(duì)稱(chēng) FIR濾波器的實(shí)現(xiàn)方法： 系數(shù)表 b0 b1 b2 b3 COEF New x(n) x(n3) x(n2) x(n1) AR1→ Old x(n4) x(n5) x(n6) x(n7) AR2→ x(n) + x(n7) AH ⑤ 累加器 B清 0， 完成塊操作，重復(fù)執(zhí)行 4次； 00 0000 0000 B 乘法 —累加： (AH)?bi +B?B； PAR→ b0[x(n)+x(n7)]+0 b0[x(n)+x(n7)] 修改系數(shù)指針： PAR+1?PAR； PAR→ 加法運(yùn)算 ： (AR1)+(AR2)?AH； x(n3) + x(n6) x(n3) + x(n6) 修改數(shù)據(jù)指針： AR1+1?AR1， AR21?AR2； AR1→ AR2→ b1[x(n 6)]+B b1[x(n3) + 6)]+B PAR→ 2) 5)2) + x(n 5)AR1→ AR2→ b2[x(n 5)]+Bb2[x(n 2) 5)]+B PAR→ 1) 4)1) + x(n 4)AR1→ AR2→ b3[x(n 4)]+Bb3[x(n 1) 4)]+B→x(n) + x(n 7) →→⑥ 保存和輸出結(jié)果 。vections定義在 VECS區(qū) 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 58 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 2. FIR濾波器的實(shí)現(xiàn) (3) 系數(shù)對(duì)稱(chēng) FIR濾波器的實(shí)現(xiàn) 系數(shù)對(duì)稱(chēng) FIR濾波器具有線(xiàn)性相位的特性，在數(shù)字信號(hào)處理中應(yīng)用十分廣泛，常用于相位失真要求較高的場(chǎng)合。 從 xn起 8個(gè)單元定義在 DARAM 。系數(shù)區(qū)定義在程序存儲(chǔ)器 。在存儲(chǔ)器中定義輸出段的位置 。 SPRAM的起始地址： 0060h 長(zhǎng)度： 0020h 。 VECS的起始地址： FF80h 長(zhǎng)度： 0080h 。第 0頁(yè)：程序存儲(chǔ)器 。定義源程序的入口地址 。生成 FIR2的輸出文件 。輸入最新 x(n+1)， 修正 AR2 (n+1) →2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 56 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 鏈接命令文件： o m e start MEMORY { PAGE0: EPROM:=0E000h, len=1000h VECS: =0FF80h, len=0080h PAGE1: SPRAM:=0060h, len=0020h DARAM:=0080h, len=1380h } 。輸出 y(n) 。雙操作數(shù)乘法累加 (n6)+0 AR2→ 3→.6 5)+A AR2→ 3→.5 4AR2→ 3→.4 3AR2→ 3→.3 2AR2→ 3→.2 1AR2→ 3→.1x(n)+A →→。輸入 x(n) 。設(shè)置雙操作數(shù)增量 。AR3指向 b6單元 3→。系數(shù)傳輸至數(shù)據(jù)區(qū) AR1→ AR1→ AR1→ AR1→ AR1→ AR1→ AR1→ 。AR1指向 b0 AR1→ 。定義 ROM table 2022年 2月 15日 DSP原理及應(yīng)用 55 第 6章 應(yīng)用程序設(shè)計(jì) .text start: SSBX FRCT STM b0,AR1 RPT 6 MVPD table,*AR1+ STM xn+6,AR2 STM b0+6,AR3 STM 7,BK STM 1,AR0 LD xn,DP PORTR PA1,xn FIR2: RPTZ A,6