【正文】 ）可以并行執(zhí)行多個操作； （8）支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。DSP芯片有適合于數(shù)字信號處理的軟件資源和硬件資源,是實現(xiàn)數(shù)字信號處理的重要途徑。一個典型的基于C2000芯片控制或者是數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)如下圖所示，通常是交流電來供電，然而，也可以采用電池供電。典型的TMS320F28xx/F28xxx系統(tǒng) DSP F280x芯片的IIR濾波器實現(xiàn) DSP系統(tǒng)的構(gòu)成DSP系統(tǒng)的輸入信號多種多樣，但一般都要轉(zhuǎn)換為模擬信號，經(jīng)過抗混疊濾波后由模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將模擬信號變換為數(shù)字信號。需要說明的是，對輸入模擬信號的采樣頻率要大于其本身頻率的兩倍，因為根據(jù)奈奎斯特(Nyquist)采樣定律，只有采樣頻率至少為輸入信號頻率的兩倍時輸入信號的信息才保證不會丟失。以這個結(jié)構(gòu)方塊來講, 任何采樣時刻的目前輸出值, 不只是目前以及前輸入采樣值的函數(shù), 也是以前輸出采樣值的函數(shù)。一下為DSP通用結(jié)構(gòu)圖： DSP系統(tǒng)的開發(fā)工具 CCS，即Code Composer Studio，是TI公司在1999年推出的一個開放、具有強大集成開發(fā)環(huán)境。在TI收購了GO DSP后，將CCS擴展到了其他系列。以前的DSP軟件開發(fā)都是在一個分散的開發(fā)環(huán)境下進行，程序的編寫、代碼的生成以及調(diào)試等都是要通過命令來完成，類似于以前的DOS，十分煩雜。CCS主要由代碼生成工具、CCS集成開發(fā)環(huán)境、DSPBIOS和API函數(shù)以及RTDX組成。常見的IIR濾波器的實現(xiàn)有直接I型，直接II型，級聯(lián)型和并聯(lián)型。由于數(shù)字處理有限精度的影響，高階直接型結(jié)構(gòu)輸出受處理精度影響很大，有時甚至?xí)兂刹环€(wěn)定系統(tǒng)。 IIR濾波器具有無限長的單位脈沖響應(yīng),在結(jié)構(gòu)上存在反饋回路,是遞歸型的。 相對于FIR濾波器,設(shè)計一個滿足幅度響應(yīng)條件的IIR濾波器需要的濾波器階數(shù)較少。在設(shè)計IIR濾波器時,經(jīng)常借助于模擬濾波器成熟的理論和方法進行。這種設(shè)計要求用H(z)的頻率響應(yīng)逼近Ha(s),且保留Ha(s)的穩(wěn)定性和因果性,故該設(shè)計方法實際上是從s平面到z平面的變換。設(shè)Ω代表模擬角頻率,f是模擬頻率,ω 代表數(shù)字角頻率,同時,將s=jΩ,z=ejω代入上式,可分析出Ω和ω之間的關(guān)系為： 即Ω 與ω之間成非線性的正切關(guān)系。如果模擬濾波器的頻譜具有片斷常數(shù)特性,則轉(zhuǎn)換到z平面數(shù)字濾波器仍具有片斷常數(shù)特性,主要是特性轉(zhuǎn)折點頻率值與模擬濾波器特性轉(zhuǎn)折點的頻率值呈非線性關(guān)系。實際中,一般設(shè)計濾波器通帶和阻帶均要求是片斷常數(shù),相應(yīng)地,雙線性變換法得到了廣泛的應(yīng)用。(2)將數(shù)字低通濾波器的技術(shù)指標轉(zhuǎn)換為模擬低通濾波器的技術(shù)指標,主要是利用雙線性變換將邊界頻率(通帶／阻帶截止頻率)變換為模擬邊界頻率。(4)將模擬低通濾波器從s平面轉(zhuǎn)換到z平面,得到數(shù)字低通濾波器系統(tǒng)函數(shù)。 一個高階IIR濾波器總可化為多個二階基本節(jié)相級聯(lián)或并聯(lián)形式,二階節(jié)IIR濾波器的C28x實現(xiàn)可以通過前向通道和反向通道兩部分實現(xiàn)。從理論上說,可以用高階IIR數(shù)字濾波器實現(xiàn)良好的濾波效果。這樣一來造成兩個后果:結(jié)果溢出和誤差增大,從而導(dǎo)致算法無法在DSP上實現(xiàn)。第四章仿真程序和算法 MATLAB仿真 MATLAB概述 MATLAB是一種計算軟件, 主要是用于矩陣運算及控制和信息處理領(lǐng)域的分析設(shè)計, 它使用方便, 輸入簡捷, 運算高效, 內(nèi)容豐富, 并且很容易由用戶自行擴展, 因此已成為美國和其他發(fā)達國家大學(xué)教學(xué)和科學(xué)研究最常用而必不可少的工具。它是一種以矩陣運算為基礎(chǔ)的交互式程序語言, 專門針對科學(xué)、工程計算及繪圖需求。的用戶環(huán)境。其強大的擴展功能為各個領(lǐng)域的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。信號處理工具箱包含了各種經(jīng)典的和現(xiàn)代的數(shù)字信號處理技術(shù), 是一個優(yōu)秀的算法研究與輔助設(shè)計的工具。借助這一工具箱進行信號處理方面的研究, 可大大節(jié)省時間。 數(shù)字濾波器實際上是一個采用有限精度算法實現(xiàn)的線性非時變離散系統(tǒng), 它的設(shè)計步驟為: 首先根據(jù)實際需要確定其性能指標, 再求得系統(tǒng)函數(shù)H ( z) , 最后采用有限精度算法實現(xiàn)。IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計步驟可用下面的流程圖來表示。下面以巴特沃斯濾波器設(shè)計函數(shù)為典型, 介紹此流程圖中函數(shù)的功能和用法。( 1) 求最小階數(shù)的函數(shù)N 函數(shù)buttord[N, w c] = buttord(w p, w s, Rp, Rs, ? s! )根據(jù)濾波器指標w p, w s, Rp, R s, 求出巴特沃斯模擬濾波器的階數(shù)N 及頻率參數(shù)w c, 此處w p, w s及w c均以弧度/秒為單位。對帶通或帶阻濾波器, wp, w s都是兩元變量。（4）模擬數(shù)字變換函數(shù) 雙線性變換函數(shù)b ilinear[ Bd, A d] = b ilinear( B, A, Fs)把模擬濾波器的系數(shù)B, A 變?yōu)榻频葍r的數(shù)字濾波器的系數(shù)Bd, Ad.（5）把( 2) , ( 3) , ( 4)合為一步的數(shù)字濾波器設(shè)計函數(shù)butter(N, w c, ? ftype! )。[ B, A] = butter( N, w c, ? h igh! )設(shè)計高通數(shù)字濾波器系數(shù)B, A。由此可見, 通常情況下, 當采用的是雙線性變換法, 可用( 1)和( 5)兩類函數(shù)設(shè)計數(shù)字濾波器。X= sin( 2* p *i 100* t) + sin( 2* p*i 200*t) 。 g rid。x labe l( t! )。 f= 1000* ( 0: 256) /512。 g rid。 y labe l( 幅度! ) Wp= 0. 2。 Rp= 3。 grid。 y labe l( ‘幅度dB’ )fv too l( B, A)[H, T] = impz( B, A )s= conv(H, X )用時域卷積求濾波后的信號subplot( 2, 3, 4)plot( s( 1: 50) )。 x labe l( ‘t’ )。第二部分是對信號作頻譜分析, 并作出頻譜圖。第四部分是進行濾波, 作出濾波后信號的時域圖及幅頻特性圖這里使用的是巴特沃思濾波器,濾波范圍為低通,選取的抽樣頻率20000hz,通帶拐角頻率為2000hz,幅頻特性,想頻特性和歸一化處理后的幅頻特性及想頻特性: define IIR16_COEFF { 0,3794,0,307,307, 2159,7894,668,1335,668, 3483,8904,541,1082,541, 6131,10923,13364,26729,13364} define IIR16_ISF 4398define IIR16_NBIQ 4define IIR16_QFMAT 13 程序運行過程及結(jié)果1. 運行過程啟動CCS, 新建工程文件, 文件名為iir. asm。新建配置文件, 配置文件編輯工具同時會生成iir. cmd文件, 然后將它們添加到工程文件中。編譯無錯后, 生成iir. out文件, 選擇F ile / load prog ram 將其裝入DSP的片內(nèi)或外部擴展寄存器(確定裝入地址有CMD 文件) , 然后設(shè)置指針及斷點。選擇Debug Run運行程序。將鼠標移至圖上, 點擊右鍵選擇propert ies, 重新打開一個窗口, 將其中的?? Signal T ime 改為 FFTMagnitude , 顯示頻域波形。顯示從地址0x3100 (濾波信號輸出緩沖)開始的128點的16位有符號整數(shù)的濾波輸出。2. 中國通信建設(shè)第二工程局有限公司, 陜西西安710119)[J]20. 鄭 群, 徐 南,王麗華. 基于多項式優(yōu)化的IIR濾波器設(shè)計P45(秦皇島職業(yè)技術(shù)學(xué)院)[J]