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数字滤波器的实现

发布时间:2008-11-18 10:35:28阅读:872

  由于有数百种软件设计包被发布,数字滤波器的设计已经被极大地简化了。有些软件包是高度集成的,而其他一些可能只关注某一类滤波器。这些工具接收文本或图像格式的设计需求,通过处理这些数据,而生成一组滤波器系数。这个过程通常是简单明了的,但并没有得出最终的滤波器解决方案。合成出来的滤波器还需要被装配,这需要先指派结构,然后在硬件、固件或软件上物理实现。除了要对结构以及用于装配的工艺(例如,微处理器、DSP ptP、ASIC、FPGA)进行选择外,设计者还需要确保最后所得的滤波器满足所有列出的设计需求,这些需求包括:

  ·滤波器频域和时域行为。

  ·实时吞吐量。

  ·功耗。

  ·封装。

  ·成本。

  合成出滤波器系数可能只需几秒,但确保满足所有设汁需求则费力得多。通过灵活使用分析软件和分析技术,最终一定可以成功构建出滤波器,使其运行速度和精度最大而寄存器溢出异常最小。

  其他影响这个过程的决定有:

  ·在内部开发解决方案。

  ·基于外部IP开发解决方案c

  ·基于定制设计和集成IP 开发解决方案。

  一旦用高级DSP设计软件(例如,Matlab)合成出滤波器,就可以为其指定一种结构,然后实现滤波器。对于FIR的情况,可选的结构一般有:

  ·直接FIR。

  ·转置FIR。

  ·X寸币水FIR。

  ·分布算法FIR。

  直接和转置形式在区域上最有效率,但其性能随滤波器阶数的升高而下降。对于滤波器系数对称分布的情况(例如,线性相位FIR),滤波器的物理复杂度可以减小。使用分布算法可以得到性能最高的设计,但其性能随字长增加迅速下降。实践中,像FIR滤波器这类基本的DSP操作的实现,一般是以从技术供应商或第三方得到的经过测试的知识产权(IP)代码为基础的。通过使用IP,设计可以被快速编译并测试通过。这种设汁模式的一个问题是,手写代码经常能够重用片上资源,而基于一组独立IP代码包的方案则不能。

  数字滤波器,无论其类型是FIR、IIR还是多速率,都可以用软件或硬件实现。软件解决方案在具有DSP的硬件上运行时可获最佳性能。德州仪器公司(TI)的TMS320C6x DSP lip就是这样的例子,它是一个有多个处理器核的VLIW定点处理器。

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