基于dsp／bios的数字滤波器设计与实现

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1、2010年3月陕西理工学院学报(自然科学版)Mar．2010第26卷第1期JournalofShaanxiUniversityofTechnology(Natura1．SnienceEdition)V01．26No．1[文章编号】1673—2944(2010)01—0016—04基于DSP／BIOS的数字滤波器设计与实现闫群民(陕西理工学院电气工程系，陕西汉中723003)[}商要]用可编程DSP芯片实现数字滤波可以通过修改滤波器的参数十分方便的改变滤波器的特性。本文以TMS320F2812数字信号处理器为核心，用DsP／BIOs来实现滤波器的算法任务，介绍了基于DSP／BI

2、OS的滤波器开发过程，在DSK2812平台上实现了数字滤波器的功能，同时本文方法可推广用于需要进行数字信号处理的多任务软件开发。[关键词]DSP；BIOS；数字滤波器；FIR[中图分类号]TN911．72[文献标识码]A在数字信号处理过程中，经常需要对信号进行检测、过滤等处理，这些任务都会涉及数字滤波器⋯。数字滤波器是数字信号处理的基本方法，根据其单位冲激响应的时域特性分为两类：无限冲激响应(IIR)滤波器和有限冲激响应(FIR)滤波器J，由于FIR滤波器是有限长单位冲激响应滤波器，在结构上是非递归型的，它可以在幅特特性随意设计的同时，保证精确严格的线性相位，4J，因此，FI

3、R数字滤波器广泛地被应用于数字信号处理领域。TI公司的DSP处理器不但拥有强大的数字信号处理能力，而且与其配套的集成可视化开发环境CCS(CoderComposerStudio)更加方便了DSP应用程序的开发。DSP／BIOS正是CCS的重要组成部分，它实质上是一种基于DSP平台的规模可控的实时操作系统内核．oJ。本文主要分析了如何在DSP上利用DSP／BIOS具体实现FIR数字滤波器。1TMS3202812芯片及DSP／BIOS内核分析TMS320F2812是基于TMS320C2XXX内核的定点数字信号处理器，不仅具有数字信号处理的能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制

4、功能，特别适用于有大批量数据处理的控制系统，其性能完全可以很好的实现本系统需求。TMS320F2812采用高性能的静态CMOS技术，时钟频率可达150MHz；低功耗(内核电压1．9V，I／O口电压3．3V)；并且采用哈佛总线结构，片上集成了许多的片上外设，可以实现更多的功能。开发环境是集成开发环境CCS，支持C／C++／汇编嵌入式实时操作系统DSP／B10S，JTAG调试接口。DSP／BIOS内核是一个尺寸可伸缩的实时内核，主要为实时信号处理应用而设计J，主要包括以下组成部分：(I)DSP／BIOS配置工具。该工具可用来创建和配置在应用程序中使用的DSP／BIOS内核对象，也

5、可以使用该工具配置存储器，线程优先权以及中断处理；(2)DSP／BIOS实时分析工具。CCS中的分析工具使用户可以测试和分析目标DSP上应用程序的运行，包括对CPU负荷、日志、线程执行情况的监测等；(3)DSP／BIOSAPI函数。用户在Pc端可使用C、C++或汇编语言编写调用DSP／BIOSAPI函数的应用程序；(4)芯片支持库。它提供了许多宏和函数，可用来简化在片外设的配置和管理。2数字滤波器分析数字滤波器根据冲激响应持续时间可以分为有限冲激响应滤波器(FIR)和无限冲激响应滤波器(IIR)，其中FIR滤波器的优点是能够保证严格的线性相位特性，不存在稳定性问题。设计FIR

6、数字滤收稿日期：2009—08—29作者简介：闫群民(1980一)，男，陕西户县人，硕士，陕西理工学院讲师，主要研究方向为电力电子技术、数字信号处理。第1期闫群民基于DSP／BIOS的数字滤波器设计与实现波器的基本方法有窗函数法和频率采样法等。窗函数的设计是时域进行。其原理较为简单，与频率采样法相比，满足相同设计指标的情况下滤波器的阶数通常偏大。频率采样法可以直接在频域进行设计。对只有少数几个非零值采样的窄带选频滤波器比较有效，该方法应用的关键是在于如何确定过渡带的样本值。本文分析了如何在DSK2812板上利用CCS本身所带的操作系统实现一种通过窗函数实现的FIR滤波器。FI

7、R滤波器的各项指标可以通过现成的表进行查找。(1)首先是给定所要求的理想频率响应函数Ha()；(2)求理想频率相应函数的反傅立叶变换得到的系统单位脉冲响应h(n)=F[()]；(3)由过渡带及阻带最小衰减的要求查表，可选定窗∞(n)形状及除数Ⅳ的大小，一般Ⅳ的大小由做几次试探而最后确定；(4)这样可以得到所设计的FIR滤波器的单位抽样响应(它是对理想的逼近)(n)=月()∞()，n=0，1，⋯，Ⅳ一1；(5)求H()=D[h(n)]，检查是否满足设计要求，如果不满足，则需重新按照上述步骤设计。3数字滤波