主要内容

规范的形式

定点设计器(Fixed-Point Designer)软件并不试图对某一特定定点数字滤波器设计方法进行标准化。例如,您可以生成连续时间的设计,然后使用许多转换方法中的一种获得“等效的”离散时间数字滤波器。或者,您可以直接在离散时间设计数字滤波器。在获得数字滤波器之后,可以使用任意数量的规范形式为定点硬件实现它。典型的标准形式是直接形式、串联形式和并联形式,每一种形式在下面的章节中都有概述。

对于给定的数字滤波器,规范形式描述了处理器的一组基本操作。因为有无数种方法来实现给定的数字滤波器,您必须在每个系统的基础上做出最佳的实现。本章中给出的规范形式根据某些因素优化实现,例如延迟元素的最小数量。

一般来说,在选择实现方法时,必须考虑以下因素:

  • 成本

    实现的成本可能依赖于最小的代码和数据大小。

  • 时间限制

    实时系统必须在固定的时间内完成计算周期。有些实现可能在不同的处理器上产生更快的执行速度。

  • 输出信号质量

    用于表示真实数字的二进制词的有限范围和精度将引入错误。有些实现对这些错误比其他实现更敏感。

定点设计器软件允许您在模拟环境中评估各种数字滤波器实现方法。中所概述的开发周期开发和测试定点系统,您可以以降低成本(代码和数据大小)或提高信号质量为目标对实现进行微调。实现所需的性能之后,可以使用金宝app®编码器™产品生成快速原型C代码,并根据系统的实时时间限制评估其性能。然后,您可以根据快速原型系统的反馈修改模型。

各种实现结构的表示考虑到求和结是一个基本运算符,因此您可能会发现这里给出的结构看起来与定点滤波器设计文献中的结构不同。对于每一种实现形式,都使用如下所示的传递函数提供了示例:

H e x z 1 + 2.2 z 1 + 1.85 z 2 + 0.5 z 3. 1 0.5 z 1 + 0.84 z 2 + 0.09 z 3. 1 + 0.5 z 1 1 + 1.7 z 1 + z 2 1 + 0.1 z 1 1 0.6 z 1 + 0.9 z 2 5.5556 3.4639 1 + 0.1 z 1 + 1.0916 + 3.0086 z 1 1 0.6 z 1 + 0.9 z 2