基于DSP工頻數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)

1、摘 要 本文闡述了數(shù)字濾波器的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法，對(duì)FIR和IIR濾波器進(jìn)行了比較，對(duì)數(shù)字濾波器的應(yīng)用范圍、應(yīng)用前景和發(fā)展歷程作了詳細(xì)的說(shuō)明。介紹了利用MATLAB設(shè)計(jì)FIR濾波器的各種方法(包含窗函數(shù)設(shè)計(jì)法、頻率樣本設(shè)計(jì)法、等波動(dòng)法和最小二乘法)以及如何用MATLAB中的濾波器設(shè)計(jì)工具fdatool設(shè)計(jì)各種類型的濾波器。 選用TMS320LF2407A作為處理芯片進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)，根據(jù)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和注意事項(xiàng)設(shè)計(jì)了外圍電路，包括時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路、DSP芯片供電電源電路、A/D數(shù)據(jù)采集、D/A數(shù)據(jù)恢復(fù)、前置放大電路及SPI串行通信接口電路、SPI接口寄存器配置等基本內(nèi)容，結(jié)合外圍電路原理完成系

2、統(tǒng)原理圖硬件電路設(shè)計(jì)。 軟件設(shè)計(jì)中通過(guò)MATLAB/SIMULINK環(huán)境中圖形化的方式建立數(shù)字信號(hào)處理的模型進(jìn)行DSP的設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證，將設(shè)計(jì)的圖形文件.mdl直接轉(zhuǎn)換成C語(yǔ)言程序在CCS中運(yùn)行。軟件通過(guò)添加A/D, D/A接口程序，調(diào)試、編譯后就可以下載到DSP目標(biāo)板中。利用MATLAB軟件開(kāi)發(fā)產(chǎn)品加速了開(kāi)發(fā)周期，比直接在CCs中編程方便快捷了很多，對(duì)于任何復(fù)雜功能的DSP系統(tǒng)，只需要進(jìn)行少量的添加和修改就能完成功能正確的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。 以一個(gè)FIR數(shù)字帶阻濾波器的實(shí)現(xiàn)為例對(duì)TMS320LF2407A硬件接口電路及DSP程序進(jìn)行調(diào)試，使之達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。設(shè)計(jì)的電路通過(guò)軟件進(jìn)行了驗(yàn)證并進(jìn)行了環(huán)

3、境實(shí)驗(yàn)，多次實(shí)驗(yàn)證明了電路工作穩(wěn)定，滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)驗(yàn)證了FIR數(shù)字濾波器的線性相位，從該濾波器的相頻響應(yīng)曲線可以看出，濾波器輸入和輸出波形只有時(shí)間上的延遲，沒(méi)有波形畸變。該FIR濾波器的相位響應(yīng)可為嚴(yán)格的線性，因此它不存在延遲失真，只有固定的時(shí)間延遲，適用于圖像信號(hào)處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)纫圆ㄐ螖y帶信息的系統(tǒng)。關(guān)鍵詞:MATLAB, DSP, FIR，數(shù)字濾波器ABSTRACT This article tells us the characteristics and design methods of digital filter, Itcompared FIR with IIR digital

4、 filter and detailedly narrated the application area、application foreground and development of digital filter. It particularly introducesthe design method of FIR digital filter based on the software MATLAB and how todesign digital filters with fdatool which is the filter designing tool of MATLAB. Ch

5、oose the TMS320LF2407A as the processing chip to design the hardwarecircuit, on the basis of the designing point, design the peripheral circuit, such asclock signal circuit, power supply circuit, A/D conversion, D/A conversion, dataamplifying circuit, SPI communication connection circuit and SPI reg

6、istersconfiguration. Combining the peripheral circuit finish the system hardware circuit. In the software designing, using MATLAB/Simulink set up the model of datasignal processing and going along the imitating. The figure file can be made into theC language program which is downed into the DSP aimi

7、ng board. This programneeded appending A/D and D/A meeting program, debugging and editing. It candesign and realize many functions using these models and other digital signalprocessing models under the condition of Simulink. The program can be modifiedand edited in the development environment CCS. M

8、ATLAB accelerate developingperiod and be more convenient than CCS. This article give the hardware interface circuit designing and a C languageprogram of digital bandstop filter, choosing the TMS320LF2407A and imitating themodule of digital filtering processing in the MATLAB/Simulink. The program has

9、already been applied in the hardware circuit. Many tests has proved that theprogram works stably and meets the designing needs. At the same time, the linearphase of FIR digital filter is proved, that is, the input and output wave has nodistortion but time delay.Key Words: MATLAB，DSP，F(xiàn)IR, Digital fil

10、terrr目錄1緒 論31.1引言31.2課題背景及研究意義41.2.1課題背景41.2.2研究意義41.3國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究51.4主要研究?jī)?nèi)容62DSP及其開(kāi)發(fā)環(huán)境73硬件設(shè)計(jì)134FIR濾波器的應(yīng)用及其DSP實(shí)現(xiàn)214.1FFT/IFFT算法程序及應(yīng)用214.1.1FFT設(shè)計(jì)方法21 4.1.2FFT算法的實(shí)現(xiàn)224.1.3FFT算法的仿真和測(cè)試結(jié)果244.2FIR濾波器的DSP的實(shí)現(xiàn)254.2.1FIR濾波器的實(shí)現(xiàn)方法254.2.2FIR濾波器的軟件設(shè)計(jì)及其調(diào)試26參考文獻(xiàn)31附錄A MATLAB程序32附錄B FFT的DSP實(shí)現(xiàn)程序35第一章 緒 論1.1引言隨著信息時(shí)代和數(shù)字世界

11、的到來(lái)，數(shù)字信號(hào)處理已成為如今一門極其重要的學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域。數(shù)字信號(hào)處理在通信、語(yǔ)音、圖像、自動(dòng)控制、雷達(dá)、軍事、航空航天、醫(yī)療和家用電器等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字信號(hào)處理（DSP）包括兩重含義：數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（Digital Signal Processing）和數(shù)字信號(hào)處理器（Digital Signal Processor）。數(shù)字信號(hào)處理（DSP）是利用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ锰幚碓O(shè)備，以數(shù)值計(jì)算的方法、對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集、濾波、增強(qiáng)、壓縮、估值和識(shí)別等加工處理，借以達(dá)到提取信息和便于應(yīng)用的目的，其應(yīng)用范圍涉及幾乎所有的工程技術(shù)領(lǐng)域。在數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用中，數(shù)字濾波器很重要而且得到了廣泛的應(yīng)用。

12、按照數(shù)字濾波器的特性，它可以被分為線性與非線性、因果與非因果、無(wú)限長(zhǎng)沖擊響應(yīng)（IIR）與有限長(zhǎng)沖擊響應(yīng)（FIR）等等。其中，線性時(shí)不變的數(shù)字濾波器是最基本的類型；而由于數(shù)字系統(tǒng)可以對(duì)延時(shí)器加以利用，因此可以引入一定程度的非因果性，獲得比傳統(tǒng)的因果濾波器更靈活強(qiáng)大的特性；IIR 濾波器的特征是具有無(wú)限持續(xù)時(shí)間沖激響應(yīng)，這種濾波器一般需要用遞歸模型來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而有時(shí)也稱之為遞歸濾波器，而FIR濾波器的沖激響應(yīng)只能延續(xù)一定時(shí)間，在工程實(shí)際中可以采用遞歸的方式實(shí)現(xiàn)，也可以采用非遞歸的方式實(shí)現(xiàn)，但其結(jié)構(gòu)主要還是是非遞歸結(jié)構(gòu)，沒(méi)有輸出到輸入的反饋，并且FIR濾波器很容易獲得嚴(yán)格的線性相位特性，避免被處理信號(hào)

13、產(chǎn)生相位失真，而線性相位體現(xiàn)在時(shí)域中僅僅是h(n)在時(shí)間上的延遲，這個(gè)特點(diǎn)在圖像信號(hào)處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔ㄐ蝹鬟f系統(tǒng)中是非常重要的，且不會(huì)發(fā)生阻塞現(xiàn)象，能避免強(qiáng)信號(hào)淹沒(méi)弱信號(hào)，因此特別適合信號(hào)強(qiáng)弱相差懸殊的情況。相對(duì)于IIR濾波器，F(xiàn)IR濾波器有著易于實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)絕對(duì)穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，因此得到廣泛的應(yīng)用；對(duì)于時(shí)變系統(tǒng)濾波器的研究則導(dǎo)致了以卡爾曼濾波為代表的自適應(yīng)濾波理論的產(chǎn)生。自適應(yīng)濾波即利用前一時(shí)刻已獲得的濾波器參數(shù)等結(jié)果，自動(dòng)地調(diào)節(jié)（更新）現(xiàn)時(shí)刻的濾波器參數(shù)，以適應(yīng)信號(hào)和噪聲未知的統(tǒng)計(jì)特性，或者隨時(shí)間變化的統(tǒng)計(jì)特性，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)濾波。幾種主要的自適應(yīng)濾波器為：最小均方（LMS）自適應(yīng)濾波器、遞推最小二

14、乘（RLS）自適應(yīng)濾波器、格型自適應(yīng)濾波器、無(wú)限沖擊響應(yīng)（IIR）自適應(yīng)濾波器。而自適應(yīng)去噪電路是信號(hào)處理領(lǐng)域一個(gè)簡(jiǎn)單應(yīng)用，一個(gè)被噪聲污染的信號(hào)借助于相關(guān)噪聲可以把信號(hào)提取出來(lái)，而噪聲不斷變化,為了得到較清晰的語(yǔ)音信號(hào)必須采用自適應(yīng)去噪技術(shù),隨噪聲變化進(jìn)行自適應(yīng)濾波.濾波器自動(dòng)調(diào)整它們的系數(shù)。 目前FIR濾波器的實(shí)現(xiàn)方法大致可分為三種：利用單片通用數(shù)字濾波器集成電路、DSP器件和可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)。單片通用數(shù)字濾波器使用方便，但由于字長(zhǎng)和階數(shù)的規(guī)格較少，不能完全滿足實(shí)際需要，使用以串行運(yùn)算為主導(dǎo)的通用DSP芯片實(shí)現(xiàn)要簡(jiǎn)單，是一種實(shí)時(shí)、快速、特別適合于實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器，借助于通

15、用數(shù)字計(jì)算機(jī)按濾波器的設(shè)計(jì)算法編出程序進(jìn)行數(shù)字濾波計(jì)算。由于它具有豐富的硬件資源、改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)、高速數(shù)據(jù)處理能力和強(qiáng)大的指令系統(tǒng)而在通信、航空、航天、雷達(dá)、工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)及家用電器等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。1.2課題背景及研究意義1.2.1課題背景數(shù)字信號(hào)處理就是用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種算法，由于具有精度高、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用在數(shù)字圖像處理、數(shù)字通信、數(shù)字音響、聲納、雷達(dá)等領(lǐng)域。數(shù)字濾波技術(shù)又是進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的最基本手段之一，它是對(duì)數(shù)字輸人信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，產(chǎn)數(shù)字輸出信號(hào)，以改善信號(hào)品質(zhì)，提取有用信息，或者把組合在一起的多個(gè)信號(hào)分量分離開(kāi)來(lái)為目的。在信號(hào)處理領(lǐng)域中，對(duì)于信號(hào)處

16、理的實(shí)時(shí)性、快速性的要求越來(lái)越高，因此在許多信息處理過(guò)程中，如對(duì)信號(hào)的過(guò)濾、檢測(cè)、預(yù)測(cè)等，都要廣泛地用到濾波器。其中數(shù)字濾波器具有穩(wěn)定性高、精度高、設(shè)計(jì)靈活、實(shí)現(xiàn)方便等許多突出的優(yōu)點(diǎn)，避免了模擬濾波器所無(wú)法克服的電壓漂移、溫度漂移和噪聲等問(wèn)題，因而隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)濾波器的功能越來(lái)越受到人們的注意和廣泛的應(yīng)用。而有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器能在設(shè)計(jì)任意幅頻特性的同時(shí)保證嚴(yán)格的線性相位特性，在示否音、數(shù)據(jù)傳輸中應(yīng)用非常廣泛。1.2.2研究意義用可編程DSP芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波可通過(guò)修改濾波器的參數(shù)十分方便地改變?yōu)V波器的特性。因此，我們有必要對(duì)濾波器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究，理解其工作原理，

17、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)穩(wěn)定性好的濾波器系統(tǒng)。我們將通過(guò)DSP設(shè)計(jì)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)較為重要的FIR和自適應(yīng)濾波器系統(tǒng)。從而通過(guò)本課題的研究，掌握濾波器的設(shè)計(jì)技術(shù)，為通信、信號(hào)處理等領(lǐng)域?qū)嵱没瘮?shù)字濾波器設(shè)計(jì)提供技術(shù)準(zhǔn)備。本科題的研究，將為今后設(shè)計(jì)以DSP為核心部件的嵌入式系統(tǒng)集成提供技術(shù)準(zhǔn)備，這不僅具有重要的理論意義，同時(shí)還具有重要的實(shí)際意義。1.3國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并得到了迅猛的發(fā)展。當(dāng)時(shí)還沒(méi)有DSP，數(shù)字信號(hào)處理只能依靠MPU來(lái)完成。但MPU（微處理器）的速度無(wú)法滿足高速實(shí)時(shí)的要求。因此數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)多是停留在理論上

18、，得不到廣泛的應(yīng)用，但這為DSP的誕生打下了基礎(chǔ)。70年代至80年代初是DSP發(fā)展的第二階段。70年代初，有人提出了DSP的理論和算法基礎(chǔ)。但是直到1978，世界上第一個(gè)世界上第一枚DSP才誕生，它是由1978AMI公司發(fā)布的S2811。1979年美國(guó)Intel公司發(fā)布的商用可編程器件2920是DSP芯片的一個(gè)主要里程碑；1980年NEC公司推出的PD7720是第一個(gè)具有乘法器的商用DSP芯片。美國(guó)德州儀器公司Texas Instruments也于1982年推出了其第一代DSP芯片TMS32010及其系列產(chǎn)品，它們都是基于NMOS工藝。此時(shí)的DSP運(yùn)行速度較以前的MPU有了較大的提高，但由于制

19、造工藝所限，體積和功耗都比較大，內(nèi)部資源較少，且價(jià)格昂貴。80年代中期直到現(xiàn)在是DSP得到了蓬勃發(fā)展并廣泛應(yīng)用的時(shí)期。80年代中期，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)尤其是CMOS技術(shù)的發(fā)展，基于CMOS工藝的DSP應(yīng)運(yùn)而生，體積功耗都大大減少，而存儲(chǔ)容量和運(yùn)算速度都得到成倍提高，成為語(yǔ)音處理、圖像硬件處理技術(shù)的基礎(chǔ)；80年代后期，DSP運(yùn)算速度進(jìn)一步提高，應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大到通信、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。90年代直到現(xiàn)在，DSP發(fā)展最快，此時(shí)的DSP集成度極高，體積、功耗進(jìn)一步減少，內(nèi)部資源更是成倍增加，而價(jià)格卻進(jìn)一步下降。此時(shí)，DSP芯片不僅在通信、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域大顯身手，而且已擴(kuò)大到人們的學(xué)習(xí)、工作和生活的各個(gè)方面。

20、生產(chǎn)DSP 器件的公司也不斷壯大，目前，市場(chǎng)占有率前四名依次為:Texas Instruments、 Lucent 、Analog Device、Motorola。在所有生產(chǎn)DSP的公司中，TI可謂一枝獨(dú)秀，它是世界上最大的DSP供應(yīng)商，TI系列的DSP也是公認(rèn)的最成功的DSP。其DSP市場(chǎng)份額占全世界份額近50%。其產(chǎn)品覆蓋了高、中、低端幾乎所以市場(chǎng)，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。自從在1982年成功推出了其第一代DSP TMS32010及其系列產(chǎn)品TMS32011、TMS320C10/C14/C15等，TI相繼推出了第二代DSP TMS32020、TMS320C25/C26/C28，第三代DSP T

21、MS320C30/C31/C32，第四代DSP TMS320C40/C44，第五代DSP TMS3205X/C54X/C55X及目前速度最快的第六代DSP TMS320C62X/C67X等等。DSP器件應(yīng)用面從起初的局限于軍工，航空航天等軍事領(lǐng)域,擴(kuò)展到今天的諸多電子行業(yè)及消費(fèi)類電子產(chǎn)品中。在TI公司的 DSP 產(chǎn)品中C1X、C2X、C2XX、C5XX、C54X、C62X等系列是定點(diǎn)運(yùn)算指令系統(tǒng)的DSP；C3X、C4X、C67X等系列是浮點(diǎn)運(yùn)算指令系統(tǒng)的DSP；AV7100、AV7110等系列是用于視頻、音頻領(lǐng)域的專用數(shù)字壓縮產(chǎn)品。1.4主要研究?jī)?nèi)容本課題是基于TI公司近年推出的高性能定點(diǎn)DS

22、P TMS320C5410設(shè)計(jì)濾波器系統(tǒng)，如：有限沖擊響應(yīng)濾波器（FIR）。本次課題的主要任務(wù)，就是掌握DSP芯片開(kāi)發(fā)技術(shù)，完成如下工作：1、用窗函數(shù)法實(shí)現(xiàn)FIR濾波器，通過(guò)調(diào)用四種窗口函數(shù)，截取不同的帶通與低通濾波原型，滿足以下性能要求：帶通濾波器：下阻帶邊緣：，；下通帶邊緣：，上通帶邊緣：，；上阻帶邊緣：， 低通濾波器：，；，2、用時(shí)間抽取法實(shí)現(xiàn)FFT/IFFT算法，通過(guò)此算法，對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻域分析、頻域處理；3、自適應(yīng)濾波器是目前數(shù)字濾波器領(lǐng)域中最為活躍的分支，討論采用經(jīng)過(guò)改進(jìn)的LMS（最小圴方誤差）算法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)濾波器。 4、研究DSP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解TI公司的TMS3205410 DS

23、P器件，掌握DSP系統(tǒng)的構(gòu)成及軟硬件設(shè)計(jì)方法和CCS軟件的調(diào)試方法；并以TI公司的TMS3205410 DSP為核心處理器，在DSK上實(shí)現(xiàn)FIR濾波器系統(tǒng)。 本論文共分為五個(gè)部分，第一章為緒論部分，介紹DSP及其濾波器的發(fā)展現(xiàn)狀；第二章詳細(xì)介紹DSP的特點(diǎn)、性能指標(biāo)、軟件開(kāi)發(fā)工具、指令系統(tǒng)及硬件結(jié)構(gòu)；第三章介紹了FIR濾波器的設(shè)計(jì)方法，并詳細(xì)闡述了用窗口設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)FIR濾波器及MATLAB實(shí)現(xiàn)；第四章介紹FIR濾波器的應(yīng)用及其實(shí)現(xiàn)；第五章介紹自適應(yīng)濾波器基本理論、算法及其應(yīng)用。其中，三、四章是本論文的核心部分。第二章 DSP及其開(kāi)發(fā)環(huán)境一個(gè)典型的 DSP 系統(tǒng)如圖2.1示。圖2.1 典型的D

24、SP系統(tǒng)圖2.1是一個(gè)用DSP做信號(hào)處理的典型框圖。由于DSP是用來(lái)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的，所以首先必須將輸入的模擬信號(hào)變換為數(shù)字信號(hào)。于是先對(duì)輸入模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，輸出的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D變換后變成DSP可以處理的數(shù)字信號(hào)，DSP根據(jù)實(shí)際需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理，如FFT、卷積等；處理得到的結(jié)果仍然是數(shù)字信號(hào)，可以直接通過(guò)相應(yīng)通信接口將它傳輸出去，或者對(duì)它進(jìn)行D/A變換將其轉(zhuǎn)換為模擬采樣值，最后再經(jīng)過(guò)內(nèi)插和平滑濾波就得到了連續(xù)的模擬波形模擬信號(hào)。一般來(lái)說(shuō)DSP的設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)遵循一定的設(shè)計(jì)流程，如圖2.2示。DSP應(yīng)用定義系統(tǒng)性能指標(biāo)硬件調(diào)試選擇DSP芯片軟件編程硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成軟件調(diào)試系統(tǒng)測(cè)試和調(diào)

25、試圖2.2 DSP基本設(shè)計(jì)流程第3章 硬件設(shè)計(jì)3.1濾波器的設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)要求:采用Kaiser窗設(shè)計(jì)一個(gè)雙通道線性相位FIR數(shù)字帶阻濾波器; 輸入信號(hào)一5V-+5V,輸出信號(hào)一5V十5V; 通帶:7.2KHZ9. 6KHZ , 12KHZ4.4KHZ 阻帶:9.6KHZ12KHZ 階數(shù):要求最低階數(shù). 采樣頻率:48KHZ. 通帶波紋:,<I dB，阻帶衰減:)60dB3.2 DSP芯片的選擇 設(shè)計(jì)DSP應(yīng)用系統(tǒng)，選擇DSP芯片是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。只有選定了DSP芯片才能進(jìn)一步設(shè)計(jì)外圍電路系統(tǒng)的其他電路。DSP芯片的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)需要來(lái)確定。一般來(lái)說(shuō)選擇DSP芯片時(shí)應(yīng)考慮如下

26、因素： (1) DSP芯片的運(yùn)算速度 運(yùn)算速度是DSP芯片最重要的性能指標(biāo)，也是選擇DSP芯片時(shí)需要考慮的一個(gè)主要因素。DSP芯片的運(yùn)算速度可以用以下幾種性能指標(biāo)來(lái)衡量。 指令周期:執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間，通常以ns為單位 MAC時(shí)間:一次乘法加上一次加法的時(shí)間 3.FFT執(zhí)行時(shí)間:運(yùn)行一個(gè)N點(diǎn)FFT程序所需要的時(shí)間 .4.MIP S:每秒百萬(wàn)條指令 MOPS:每秒百萬(wàn)次操作 6.MFLOPS:每秒百萬(wàn)次浮點(diǎn)操作 BOPS:每秒十億次操作(2) DSP芯片的價(jià)格(3) 根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，確定一個(gè)價(jià)格適中的DSP芯片。一般來(lái)說(shuō)，芯片制造商的主流芯片價(jià)格比較便宜。(3) DSP芯片的硬件資源 這

27、是指總線結(jié)構(gòu)、直接存儲(chǔ)器存取(DMA). I/O總線結(jié)構(gòu)是否便于連接，片內(nèi)、片外存儲(chǔ)器容量大小等。(4) DSP芯片的開(kāi)發(fā)工具 目前，TI公司DSP芯片約占國(guó)內(nèi)DSP市場(chǎng)份的90%，國(guó)內(nèi)從20世紀(jì)90年代初開(kāi)始有一批專業(yè)公司從事DSP的開(kāi)發(fā)和推廣。現(xiàn)已有完善的DSP開(kāi)發(fā)工具。(5)其他因素 這些因素指芯片的功耗、供貨周期、封裝形式、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、使用壽命等。 DSP應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)算量是確定選用多大處理能力的DSP芯片的基礎(chǔ)，那么，如何根據(jù)DSP應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)算量來(lái)確定DSP芯片呢?1141(1)按樣點(diǎn)處理 按樣點(diǎn)處理就是DSP算法對(duì)每一個(gè)輸入樣點(diǎn)循環(huán)一次。例如，一個(gè)采樣LMS算法的256抽頭的自適應(yīng)F

28、IR濾波器。假定每個(gè)抽頭的計(jì)算量需要3個(gè)MAC周期，則256個(gè)抽頭需要256X3=768個(gè)MAC周期。如果采樣頻率為8KHZ,即樣點(diǎn)之間的I司隔為125us, DSP芯片的MAC周期為200ns，則768個(gè)周期需要153.6us，顯然無(wú)法實(shí)現(xiàn)處理，需要選用速度更快的芯片。(2)按幀處理 有些數(shù)字信號(hào)處理算法不是每個(gè)輸入樣點(diǎn)循環(huán)一次，而是每隔一定的時(shí)間間隔(通常稱為幀)循環(huán)一次。所以選擇DSP芯片應(yīng)該比較一幀內(nèi)DSP芯片的處理能力及DSP算法的運(yùn)算量。假設(shè)DSP芯片的指令周期為P，一幀的時(shí)間為t，則該DSP芯片在一幀內(nèi)所提供的最大運(yùn)算量為t/P條指令。 上述這些重要因素中，可根據(jù)自己的需要進(jìn)行選

29、擇。定點(diǎn)運(yùn)算的DSP芯片的最主要的優(yōu)點(diǎn)是功耗低，價(jià)格便宜，體積小，但運(yùn)算精度不高，一般是16位，片內(nèi)也只有32位。由于它以上突出的優(yōu)點(diǎn)，所以在數(shù)字通信、偵察干擾、家電及便攜式小儀表等方面發(fā)展的很快。而浮點(diǎn)DSP芯片功耗大，價(jià)格高，體積也稍大，但運(yùn)算精度高，一般是32位，片內(nèi)可達(dá)到40位。在實(shí)際的使用中，TI公司和AD公司的產(chǎn)品比較適合自行研制的產(chǎn)品的需要，電路可根據(jù)需要設(shè)計(jì)，外圍電路也可以根據(jù)需要選擇，且芯片在市場(chǎng)較多。但編程相對(duì)復(fù)雜，電路設(shè)計(jì)搭配也較復(fù)雜。而其他公司的產(chǎn)品相對(duì)專用性較強(qiáng)，大多為其產(chǎn)品配套設(shè)計(jì)，價(jià)格較高，外圍電路芯片的專用性很強(qiáng)，D SP芯片及配套芯片市場(chǎng)上較少，但其電路設(shè)計(jì)及

30、程序設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單，效果也較好，設(shè)計(jì)產(chǎn)品周期較短。另外，大多數(shù)公司配有C語(yǔ)言輔助開(kāi)發(fā)軟件，但在實(shí)際應(yīng)用中，用C語(yǔ)言編程的開(kāi)發(fā)程序都對(duì)芯片的運(yùn)行速度有較大的影響，但處理速度變慢，不能正常發(fā)揮芯片的速度。在選擇芯片時(shí)應(yīng)盡量選擇較新的產(chǎn)品，以防止因芯片的停產(chǎn)而造成不必要的損失。在本設(shè)計(jì)中選用TI公司的TMS320LF2407A。該芯片為16位定點(diǎn)DSP芯片，有544 wordsx 16 bits DARAM和2K 16-bit words SARAM，并且具有16根數(shù)據(jù)線可以擴(kuò)展下面3個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)空間共192K words: 1 .64K- word program space 2. 64K- word

31、 data space 3 .64K- word 1/O space 硬件中采用SPI接口串行數(shù)據(jù)輸入輸出，程序設(shè)計(jì)時(shí)將用到的寄存器如下:根據(jù)各個(gè)寄存器的配置定義工作狀態(tài)。表3-1程序設(shè)計(jì)中用到的寄存器及地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元寄存器寄存器名稱 地址 名稱 中斷和系統(tǒng) 7018h SCSRI 系統(tǒng)控制和狀態(tài)寄存器1 7019h SCSR2 系統(tǒng)控制和狀態(tài)寄存器2 看門狗 7023h WDCNTR看門狗計(jì)數(shù)寄存器 7025h WDKEY 看門狗復(fù)位寄存器 7029h WDCR 看門狗時(shí)鐘控制寄存器 SPI串行數(shù)據(jù)接口 7040h SPICCRSPI配置控制寄存器 7041h SPICTLSPI操作控制寄

32、存器 7042h SPISTSSPI狀態(tài)寄存器 7044h SPIBRRSPI波特率寄存器 表3-1(續(xù))程序設(shè)計(jì)中用到的寄存器及地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元寄存器 寄存器名稱 地址 名稱 SPI串行數(shù)據(jù)接口 7047h SPIRXBUFSPI串行接收緩沖寄存器 7048h SPITXBUFSPI串行發(fā)送緩沖寄存器 7049h SPIDAT SPI串行數(shù)據(jù)寄存器 704Fh SPIPRI SPI優(yōu)先控制寄存器 數(shù)字輸入/輸出口 7090h MCRA I/0多用控制寄存器A 7092h MCRB I/0多用控制寄存器B 7098h PADATDIRPort A數(shù)據(jù)和方向控制寄存器709Ah PBDATDIR

33、Port B數(shù)據(jù)和方向控制寄存器3.3硬件設(shè)計(jì)過(guò)程3.3.1電源設(shè)計(jì)及外部時(shí)鐘信號(hào)輸入 TI公司的專用電源芯片可提供雙電源輸出3.3V/2.5V, 3.3V/1.8V,3.3V/1.5V, 3.3V/1.2V，在本設(shè)計(jì)中選用3.3V/2.5V的穩(wěn)定電壓芯片并且上電復(fù)位延遲時(shí)間短。3.3V電壓為DSP全程工作供電。 時(shí)鐘信號(hào)由時(shí)鐘芯片給出，可選用工作電壓為3.3V的20MHZ有源晶振。在程序設(shè)計(jì)中配置寄存器SCSR1設(shè)計(jì)成DSP的工作頻率為2、外部時(shí)鐘即DSP的工作頻率為40MHZ 。3.3.2 A/D與DSP芯片的連接 在DSP芯片的外圍電路中A/D轉(zhuǎn)換器是一個(gè)非常重要的器件。基于不同的應(yīng)用，

34、可以選擇不同的性能指標(biāo)和價(jià)位的芯片。對(duì)于一般的A/D選擇，主要考慮以下幾個(gè)方面的因素。(1)轉(zhuǎn)換器的精度 一般系統(tǒng)要求對(duì)信號(hào)作一些處理，例如FFT變換。因?yàn)镈SP的數(shù)據(jù)是16位。所以最理想的精度為12位，留出4位作算法的溢出保護(hù)位。但要注意的是DSP完全可以接收高于16位的A/D，例如接收20位A/D PCM1800的傳輸數(shù)據(jù)。(2)轉(zhuǎn)換時(shí)間 因DSP芯片的指令周期為納秒級(jí)，運(yùn)算速度相當(dāng)快，能夠進(jìn)行信號(hào)的實(shí)時(shí)處理，為了體現(xiàn)它的優(yōu)勢(shì)，它的外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)處理速度就要盡可能與它匹配。同時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間也決定了它對(duì)信號(hào)的處理能力。(3)轉(zhuǎn)換器的價(jià)格 價(jià)格也是選擇A/D的一個(gè)重要因素。 除了上述幾個(gè)因素外，

35、選擇A/D芯片還應(yīng)考慮到芯片的功耗、封裝的形式、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、供貨情況、生命周期等。 這里選擇TI公司專門為DSP配套制作的一種串行A/D轉(zhuǎn)換器TLV2544,其功能方框圖如下圖所示。下面先介紹TLV2544的工作原理以及它與2407A的連接和調(diào)試，然后設(shè)計(jì)一個(gè)濾波器實(shí)時(shí)的對(duì)A/D輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，再經(jīng)過(guò)D/A輸出。(1) TLV2544的一般說(shuō)明: TLV2544是可以在2.7V-5.5V條件下工作的12位4通道低功耗串行數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間3.6us，參考源具有內(nèi)外部選擇，且內(nèi)部參考源可編程設(shè)定，SPI接口與TMS320系列DSP兼容，其管腳定義如圖3-11。 圖3-1 TLV2544

36、管腳定義 其中AO, Al, A2, A3是模擬信號(hào)輸入端，SDO串行數(shù)據(jù)輸出，SDI串行數(shù)據(jù)輸入，用于控制寄存器的設(shè)定，SCLK是時(shí)鐘信號(hào)輸入端。CS片選信號(hào)，REFM和REFP為基準(zhǔn)電壓腳，電路中兩管腳間需要接上1 Ouf和0. luf電容。(2) TLV2544的工作方式、基準(zhǔn)電壓和輸入輸出數(shù)據(jù)格式 A./D轉(zhuǎn)換通道模擬量輸入電壓范圍為OV-4V，外部微處理器通過(guò)SPI接口對(duì)模塊進(jìn)行初始化配置，即寫(xiě)入A/D轉(zhuǎn)換控制寄存器和基準(zhǔn)參考電源設(shè)定，然后輸入指令OOOOH選中模擬量輸入通道AO、輸入指令2000H選中模擬量輸入通道Al或輸入指令4000H選中模擬量輸入通道A2，輸入指令6000H選

37、中模擬量輸入通道A3。則啟動(dòng)相應(yīng)通道的A/D轉(zhuǎn)換操作，在一定的SPI接口時(shí)序下輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。輸入指令格式如表3-2。在轉(zhuǎn)換結(jié)果中高12位為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)位，低四位始終為0。轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)形式見(jiàn)表3-3?？刂萍拇嫫魑慌渲枚x見(jiàn)表3-4。根據(jù)控制寄存器的配置定義需要的工作方式，該控制命令通過(guò)DSP的SPI接口發(fā)送到TLV2544的控制命令寄存器完成初始化設(shè)置。 表3-1輸入指令格式D15-D12 D II-DO 命令 配置數(shù)據(jù)位表3-2轉(zhuǎn)換結(jié)果形式D15-D4 D3-DO 轉(zhuǎn)換結(jié)果全為0 A/D轉(zhuǎn)換工作方式時(shí)序圖如3-2.圖3-2 A/D轉(zhuǎn)換工作時(shí)序表3-3控制寄存器配置位定義位 定義 D(15

38、一12) 全為0，不參與編程 D11 參考源選擇。0:外部1:內(nèi)部 D10 內(nèi)部參考電壓選擇0: 4V 1: 2V D9 采樣周期選擇0: 12 SCLKS 1: 24 SCLKS D(8-7) 轉(zhuǎn)換時(shí)鐘源選擇 00:轉(zhuǎn)換時(shí)鐘=內(nèi)部OSC 01:轉(zhuǎn)換時(shí)鐘=SCLK 10:轉(zhuǎn)換時(shí)鐘二SCLKA 11:轉(zhuǎn)換時(shí)鐘=SCLK/2 D(6-5) 轉(zhuǎn)換模式選擇00:單模式01:重復(fù)模式 10:掃頻模式11:重復(fù)掃頻模式D (4-3) 自動(dòng)掃頻順序選擇 00: N/A 01:0-1-2-3-0-1-2-3 10: 0-0-1一1-2-2-3-3 11: 0-1-0-1-0-1-0-1D2 引腳EOC/1NT

39、功能選擇0: /INT 1: EOC D(1-0) FIFO觸發(fā)電平00: FULL 01: 3/4 10: 1/2 11:1/4 轉(zhuǎn)換結(jié)果理論值計(jì)算公式為: CODE=VAnal。二。/4*4096h (3-1)該理論值可與實(shí)際仿真值想比較，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明誤差很小大約為士20H，也就是30mv左右，轉(zhuǎn)換精度很高。TLV2544與DSP的連接如下圖3-3所示。 圖3-3 TLV2544與DSP的連接 由于TLV2544處理的數(shù)據(jù)范圍為0-4V，所以模擬量信號(hào)的輸入需要經(jīng)過(guò)處理，假如輸入信號(hào)范圍為一5V-+5V，則需要設(shè)計(jì)電路使一5V-+5V轉(zhuǎn)換為0-4V，理論上可由下面的公式得到; VOUTI=

40、2V -Vinl/2.5 (3-2)該電路完成的是將輸入信號(hào)為一5V-+5V轉(zhuǎn)換為OV-4V的功能。3.3.3 D/A與DSP芯片的連接 輸入信號(hào)首先經(jīng)過(guò)放大器和濾波器，然后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字比特流。根據(jù)奈愧斯特抽樣定理，為保證信息不丟失，抽樣頻率至少是輸入信號(hào)最高頻率地倍。DSP芯片的輸入是A/D變換后得到的以抽樣形式表示的數(shù)字信號(hào)，DSP芯片對(duì)輸入的數(shù)字信號(hào)要進(jìn)行某種形式的處理，如進(jìn)行一系列的乘累加操作。數(shù)字處理是DSP的關(guān)鍵，這與其他系統(tǒng)如電話交換系統(tǒng)有很大的不同。在交換系統(tǒng)中，處理器的作用是進(jìn)行路由選擇，它并不對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，而DSP處理器卻要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的修改

41、，經(jīng)過(guò)處理后的數(shù)字量經(jīng)D/A變換轉(zhuǎn)換為模擬量，之后再進(jìn)行內(nèi)插和平滑濾波，得到連續(xù)的模擬波形，因此雖然兩者都是實(shí)時(shí)系統(tǒng)，但兩者的實(shí)時(shí)約束條件卻有很大的不同。 TI公司為DSP外圍設(shè)備配套的一種D/A轉(zhuǎn)換器TLV56381'""，在2.7V-5.5V工作條件下的低功耗12位串行數(shù)據(jù)D/A轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部參考電源可編程設(shè)定，設(shè)定時(shí)間在快速模式下lus，慢速模式下3.5us, SPI接口與TMS320系列DSP兼容。其管腳定義如下圖3-4。 圖3-4 TLU5638管腳定義 其中DIN為串行數(shù)據(jù)輸入端，SCLK為時(shí)鐘信號(hào)輸入端，/CS為片選信號(hào)，OUTA, OUTB為兩個(gè)模擬量

42、輸出通道，REF為基準(zhǔn)參考源輸入端。在采樣的16位數(shù)據(jù)中低12位為有效數(shù)據(jù)位。外部微處理器通過(guò)SPI接口對(duì)模塊進(jìn)行初始化配置，即寫(xiě)入D/A轉(zhuǎn)換控制寄存器，然后外部微處理器將通道選擇指令和通道數(shù)據(jù)寫(xiě)入相應(yīng)的通道/指令數(shù)據(jù)寄存器，則在一定的SPI接口時(shí)序下完成對(duì)D/A通道的輸出更新。輸入指令格式見(jiàn)表3-5. 表3-5 D/A轉(zhuǎn)換指令數(shù)據(jù)格式D15-D12 D11-DO 通道選擇指令位通道數(shù)據(jù)位表3-6通道選擇指令格式D15 D14 D13 D12 通道選擇說(shuō)明 0 1 0 0 選擇通道B 0 I 0 1 通道B緩存 I 1 0 0 選擇通道A和B 1 1 0 1 選擇控制寄存器注:D14位“1”表

43、示快速方式，D15和D12位決定通道選擇，當(dāng)選擇控制寄存器時(shí)，D11-DO不再是通道數(shù)據(jù)位，此時(shí)D1, DO位控制基準(zhǔn)參考源，詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)表3-6.表3一7基準(zhǔn)參考源選擇D1DO參考源 0 0 外部參考源 0 1 內(nèi)部參考源1.024V1 0 內(nèi)部參考源2.048V1 1 外部參考源 D/A轉(zhuǎn)換時(shí)序圖如3-5.圖3-5 D/A轉(zhuǎn)換工作時(shí)序源2.048V并將該電壓引出，DSP與該芯片的連接電路見(jiàn)下圖3-6 圖3-6 TLV5638與DSP的連接轉(zhuǎn)換結(jié)果理論值計(jì)算公式為: Analog OUT=2*REF*CODE/0x1000dec (3-3)轉(zhuǎn)換結(jié)果經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明轉(zhuǎn)換精度高，誤差在20mv左右。通道

44、A和B的輸出電壓信號(hào)也可以經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大轉(zhuǎn)換為一5V-+5V的輸出。輸出信號(hào)可參考理論公式: Vout=(-2V+OUTA)*2.5 (3-4)按上式原理設(shè)計(jì)了04V轉(zhuǎn)換為5V-5V的功能電路。 第四章 FIR濾波器的DSP的實(shí)現(xiàn)4.1FIR濾波器的實(shí)現(xiàn)方法在數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中，常常要用到FIR數(shù)字濾波器，這是因?yàn)橛肍IR濾波器可以逼近任意幅頻特性的濾波器，并獲得很好的性能，在本論文中介紹FIR低通濾波器的DSP實(shí)現(xiàn)。TMS3205410是16位的定點(diǎn)處理器，所以在進(jìn)行匯編程序設(shè)計(jì)時(shí)，F(xiàn)IR濾波器系數(shù)要采用Q15格式，即必須將上述系數(shù)轉(zhuǎn)化為Q15格式，這只要將濾波器各系數(shù)乘以2即可。用DSP實(shí)現(xiàn)

45、Z算法是十分方便的，常用的方法有兩種：線性緩沖區(qū)法和循環(huán)緩沖區(qū)法。在本文中采用的是循環(huán)緩沖法，循環(huán)緩沖區(qū)法的特點(diǎn)是：(1) 對(duì)于N階的FIR濾波器，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中開(kāi)辟一個(gè)也稱為滑窗的N個(gè)單元的緩沖區(qū)，滑窗中存放最新的N個(gè)輸入樣本；(2) 每次移入新的樣本時(shí)，以新樣本改寫(xiě)滑窗中老的數(shù)據(jù)，而滑窗中的其他數(shù)據(jù)不需要移動(dòng)；(3) 利用片內(nèi)BK（循環(huán)緩沖區(qū)長(zhǎng)度）寄存器對(duì)滑窗進(jìn)行間接尋址，循環(huán)緩沖區(qū)地址首尾相鄰。FIR濾波器的核心算法是計(jì)算輸入信號(hào)與濾波器系數(shù)的卷積。設(shè)x(n)為輸入信號(hào)，h(n)為FIR濾波器的沖擊響應(yīng)，n=0，N-1，則FIR濾波器的輸出y(n)就是x(n)與h(n)的卷積，即： 由于

46、卷積是數(shù)字信號(hào)處理中最常用到的算法，因此幾乎所有的DSP芯片中都設(shè)有專門的指令支持卷積運(yùn)算。在TMS3205410中可以用macd指令完成卷積。macd指令的形式如下：macd（Smem，pmad，src）；在macd指令中，Smem是間接尋址參數(shù)，它是指令中指向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的單地址。Pmad是表示程序存儲(chǔ)器地址的16位常數(shù)。Src表示累加器，可以是A累加器或是B累加器。這條指令在執(zhí)行時(shí)，先把指令中的pmad常數(shù)送到程序地址寄存器的PAR中，然后將Smem地址中的數(shù)據(jù)用PAR地址在程序存儲(chǔ)器中讀取的數(shù)據(jù)相乘，并將乘積結(jié)果累加到由Src指定的累加器中。在指令執(zhí)行時(shí)，Smem地址中的內(nèi)容被同時(shí)復(fù)制到

47、T寄存器和Smem低中之后的下一個(gè)地址單元中。若采用repeat指令重復(fù)執(zhí)行macd指令，則在執(zhí)行指令的最后，PAR寄存器自動(dòng)加1，這樣當(dāng)macd再次執(zhí)行時(shí)就直接用PAR中的地址讀取程序存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。通常情況下，macd指令執(zhí)行時(shí)需要三個(gè)周期。但是若用repeat指令執(zhí)行macd，進(jìn)入流水線后只要一個(gè)周期就可以執(zhí)行一次macd指令。由此可見(jiàn)，該指令同時(shí)完成了乘累加和數(shù)據(jù)延遲（移位）的功能，這正是卷積算法所要求的。對(duì)于輸入序列，它在兩個(gè)循環(huán)緩沖器里的存儲(chǔ)情況如下，要建立緩沖區(qū)首先將循環(huán)緩沖區(qū)大小寄存器的值設(shè)為N/2輔助寄存器AR4指到緩沖區(qū)1（Bufferl）的頂部 AR5指到緩沖區(qū)2（Buf

48、fer2）的底部，新來(lái)一個(gè)樣本存儲(chǔ)到緩沖區(qū)1中時(shí)，應(yīng)先將緩沖區(qū)1頂部的數(shù)據(jù)移到緩沖區(qū)2底部，處理器然后進(jìn)行乘加運(yùn)算，濾波程序每步運(yùn)算后AR4 指向數(shù)據(jù)移到的下一個(gè)窗口，而 AR5則指向下一個(gè)輸入數(shù)據(jù)，對(duì)于下一步運(yùn)算AR4指向地址1，AR5指向地址N/2。如圖3.1示。 圖3.1 FIR系數(shù)存儲(chǔ)格式示意圖考慮到在執(zhí)行macd指令時(shí)是將低地址的數(shù)據(jù)復(fù)制到高地址來(lái)完成延遲功能，所以在用macd指令計(jì)算卷積時(shí)，先計(jì)算x(n-N+1)與h(N-1)的乘積，最后才計(jì)算x(n)與h(0)的乘積。因此在程序中，F(xiàn)IR濾波器的系數(shù)在程序存儲(chǔ)器中按倒序存儲(chǔ)。4.2FIR濾波器的軟件設(shè)計(jì)及其調(diào)試本設(shè)計(jì)中采用C語(yǔ)言和

49、匯編語(yǔ)言混合編程的方式進(jìn)行的，程序主體由C語(yǔ)言編寫(xiě)，而核心的FIR濾波算法則由匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)DSP程序不僅使DSP開(kāi)發(fā)的速度大大加快，而且開(kāi)發(fā)出來(lái)的DSP程序的可讀性和可移植性也大大增加，程序修改也很方便。采用C編譯器的優(yōu)化功能可以增加C代碼的效率，在某些情況下，C代碼的效率甚至接近手工代碼的效率。用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)DSP程序，在DSP芯片的運(yùn)算能力不是十分緊張時(shí)是非常適合的。雖然C編譯器的優(yōu)化功能可以使C代碼的效率大大增加，但是在某些情況下，C代碼的效率還是無(wú)法與手工編寫(xiě)的匯編代碼的效率相比，比如FIR濾波器程序。這是因?yàn)?，即使最佳的C編譯器，也無(wú)法在所有的情況下都能夠最佳地利用DSP芯片所提供的各種資源。用C語(yǔ)言編寫(xiě)的中斷程序雖然可讀性很好，但由于進(jìn)入中斷程序以后，有時(shí)不管程序中是否用到，中斷程序都將寄存器進(jìn)行保護(hù)，從而大大降