基于DSP的自适应FIR滤波器设计与实现-论文.pdf

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1、Ｎｏ．５微处理机第５期Ｏｃｔ．，２０１４ＭＩＣＲＯＰＲＯＣＥＳＳＯＲＳ２０１４年１０月基于ＤＳＰ的自适应ＦＩＲ滤波器设计与实现王晓娟（内蒙古电子信息职业技术学院，呼和浩特０１００７０）摘要：介绍了基于ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ＤＳＰ的自适应ＦＩＲ滤波器的设计与实现。采用ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ＤＳＰ芯片作为处理单元，设计并实现了自适应ＦＩＲ滤波器，给出了硬件系统设计模块，软件系统设计流程图及相应的汇编代码。仿真结果和实现结果表明所设计的自适应ＦＩＲ滤波器能很好的消除叠加在信号上的噪声。关键词：自适应ＦＩＲ滤波器；ＬＭＳ算法；数字信号处理芯片－ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ＤＯＩ编码：１０．３９６９

2、／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－２２７９．２０１４．０５．０２３中图分类号：ＴＮ７１３文献标识码：Ａ文章编号：１００２－２２７９（２０１４）０５－００８０－０４ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＡｄａｐｔｉｖｅＦＩＲＦｉｌｔｅｒＢａｓｅｄｏｎＤＳＰＷＡＮＧＸｉａｏ－ｊｕａｎ（ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＶｏｃａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｈｏｈｈｏｔ０１００７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｄａｐｔｉｖｅＦＩＲｆｉｌｔ

3、ｅｒｂａｓｅｄｏｎＤＳＰ．ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ＤＳＰｃｈｉｐｉｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｃｅｎｔｅｒｐｒｏｃｅｓｓｏｒｔｏｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅａｄａｐｔｉｖｅＦＩＲｆｉｌｔｅｒ．Ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｍｏｄｕｌｅ，ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｆｌｏｗｃｈａｒｔａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｅｄａｓｓｅｍｂｌｙｃｏｄｅａｒｅｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｆｉｌｔｅｒｃａｎｐｅｒｆｅｃｔｌｙｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｎｏｉｓｅｗｈｉｃｈｄｉｓｔｕｒｂｓ

4、ｔｈｅｉｎｐｕｔｓｉｇｎａｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡｄａｐｔｉｖｅＦＩＲｆｉｌｔｅｒ；ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２；ＬＭＳａｌｇｏｒｉｔｈｍ１引言调整参数的数字滤波器，另一部分为调整滤波器系［１］数的自适应算法。在滤波过程中，自适应滤波器随着人们对信号处理要求的不断提高，越来越能够自动适应随时间缓慢变化的噪声和信号之间的多的工程技术人员开始采用ＤＳＰ进行系统设计，自相关函数，并且自动调节误差函数，直到满足均方ＤＳＰ技术发展日新月异，而在数字信号处理过程中，误差最小的要求。因此，自适应滤波器设计时，信号自适应滤波器又占有重要的地位，在无法得到信号与噪声的自相关函数可以是未知的。和噪声统计特性的相关

5、知识的情况下，自适应滤波器能够获得极佳的滤波性能，从而具有很好的应用价值。通信领域的自动均衡、回波消除、自适应天线阵列、线性预测及其他有关领域信号处理的系统模拟、自适应谱线增强、自动频率跟踪等领域都有着广泛应用。用可编程的ＤＳＰ芯片实现自适应滤波器，可以十分方便的修改自适应滤波器的特性，同时还具有稳定性好，精确度高，不受环境影响，灵活性好图１自适应滤波器的一般结构等优点。文中采用ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２ＤＳＰ芯片处理图１中ｄ（ｎ）为参考信号，ｘ（ｎ）为输入信号，器，作为硬件系统来实现自适应ＦＩＲ滤波器。ｙ（ｎ）为实际输出信号，ｅ（ｎ）为实际输出与期望信号的误差信号，ｅ（ｎ）＝ｄ（ｎ）－ｙ（

6、ｎ）。自适应滤波器２自适应滤波器的设计原理的系数在工作过程中根据ｅ（ｎ）的值和自适应算法自适应滤波器一般结构如图１所示，一部分为自动调整，使得系统满足输出误差要求。作者简介：王晓娟（１９８２－），女（蒙古族），内蒙古赤峰人，讲师，硕士研究生，主研方向；数字信号处理。收稿日期：２０１４－０７－０７５期王晓娟：基于ＤＳＰ的自适应ＦＩＲ滤波器设计与实现·８１·价比的１６位定点ＤＳＰ芯片的代表，与其他５４系列２自适应ＦＩＲ滤波器的结构及算法芯片相同，ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２具有高速数据处理性能２．１自适应ＦＩＲ滤波器的结构以及高度灵活的可操作性能，同时兼备低功耗及价自适应滤波器有ＦＩＲ和ＩＩＲ两种

7、基本结构。格低等优点。ＶＣ５４０２具有６级工作流水线，并且当ＦＩＲ数字滤波器具有易实现严格的线性相位，稳定系统执行重复指令ＲＰＴ时，使得一部分多周期指令性和任意的幅频特性的优点。所以本设计采用ＦＩＲ转变为单周期指令，通过ＰＭＳＴ寄存器的ＯＶＬＹ和滤波器横向结构作为自适应滤波器结构。其结构如ＤＲＯＭ位可以灵活设置芯片内部的ＲＡＭ和ＲＯＭ图２所示。存储器。这些都为算法的优化提供了有利条件。此系统利用ＴＭＳ３２０ＶＣ５４０２及