1、基于 DSP 的信号处理系统在数字滤波算法研究中的应用摘要：设计了一个以实时高速信号处理为核心的通用软硬件实践平台，通过对信号处理中心单元 DSP 的应用软件设置，来改变信号处理系统的处理功能，去完成数字滤波算法的研究，并对研究结果进行分析。 关键词：DSP；信号处理；数字滤波算法 引言 数字滤波（digital filtering）是用数字设备，通过一定的算法，对信号进行处理，将某个频段的信号进行滤除，得到新的信号的过程。2虽然一些数字信号处理过程借助于计算机进行，但有的研究，例如既涉及到既要对信号进行实时处理，又常常用到卷积、滤波、快速傅氏变换、希尔伯特变换、矩阵求逆等等高速运算的实现，用
2、计算机处理也面临困难，这就迫切要求改进实践环境，适应新的实验需要。3 DSP（Digital Signal Processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。集成化的数字信号处理器的出现，为各种数字信号处理算法的实现提供了可能。这一方而极大地促进了数字信号处理技术的进一步发展；另一方面也使数字信号处理的应用领域不断地拓展。4 综上所述，本文采用 DSP 处理器和 PC 微机的结合的方法，充分利用计算机强大的操作功能和 DSP 的高速信号处理能力及可程控特性搭建平台，来对数字滤波算法进行研究。 1.系统平台的设计 整个系统结构由 DSP 处理部分和计算机操作控制部分构成
3、。DSP 部分主要包括实时通道，存储器，接口三部分。实时通道由输入通道 A/D 电路，输出通道 D/A 电路构成。存储器包括只读存储器和静态存储器。只读存储器作为程序存储器，静态存储器既用作数据存储也作程序存储。DSP 接口具有 DSP 数据传输和控制两方面的功能。计算机部分主要包括ISA 接口，实践界面，支持软件，处理中心几部分。1ISA 接口具有计算机数据传输和控制两方面功能。实践界面为人机操作对话窗口，它既是入口也是终端，支持软件是放在计算机上的 DSP 应用程序包，决定系统具体要完成的应用功能。计算机处理中心协调处理数据传输、控制、再加工等。 1.1 系统硬件设计 系统硬件设计中比较重
4、要的是系统方案的制定、芯片选择、各单元时序逻辑及结构整体布局。硬件电路设计使用了 Protel99 电路设计软件。系统调试过程中，主要难点在于接口的调试。细致把握两部分接口的读写工作时序及控制逻辑是相当重要的。 系统采用的 DSP 器件为 TI 公司专用浮点 DSP 芯片 TMS320C31-40，时钟频率 40MHz。 1.2 系统软件设计 系统软件的开发涉及几大部分。DSP 处理部分包括 DSP 实现各种算法功能的应用软件，DSP 处理器与 PC 机通信的通信接口软件。 DSP 系统板的整个工作过程，适合于 DSP 上电复位后、手动复位后和软件复位后的处理。与所有处理器工作方式一样，DSP
5、 上电复位后要进行对内部寄存器，外围端口等进行初始化。初始化完成后，DSP 将加载来自计算机传送的应用程序或者是模拟数据，接着进行相应的处理过程。6 2.数字滤波器 数字滤波器一般由寄存器、延时器、加法器和乘法器等基本数字电路实现。按照数字滤波器的特性，它可以被分为线性与非线性、因果与非因果、无限脉冲响应（IIR）与有限脉冲响应（FIR）等。相对于 IIR滤波器，FIR 滤波器有着易于实现和系统绝对稳定的优势，因此得到广泛的应用。 线性移不变的数字滤波器包括无限长脉冲响应滤波器（IIR 滤波器）和有限长脉冲响应滤波器（FIR 滤波器）两种。这两种滤波器的系统函数可以统一以 Z 变换表示为： 当
6、时，M 就是 IIR 滤波器的阶数，表示系统中反馈环的个数。由于反馈的存在，IIR 滤波器的脉冲响应为无限长，因此得名。若，则系统的脉冲响应的长度为 N+1，故而被称作 FIR 滤波器。 3.算法研究中的应用 DSP 芯片有专用的数字信号处理函数可调用，实现 FIR 滤波器相对简单，并且系统对实时滤波处理达到了理论上的要求。5验证了系统工作是稳定可靠的，实验结果是合乎要求的，是准确的。因此，系统平台的性能达到了设计要求。 4.结论 （1）系统采用数字信号处理功能强大的专用处理器 DSP 作核心，结合计算机实现了对数字滤波算法的研究。 （2）系统的优点就是为各种数字信号处理算法的实现提供了可能。
7、这一方面极大地促进了数字信号处理技术的进一步发展；另一方面也使数字信号处理的应用领域不断地拓展。 （作者单位：沈阳师范大学） 参考文献 1Texas Instruments.TMS320C3x Users Guide.OwensvilLe.Missouri：Custom Printing Company.1996 2刘令普.数字信号处理M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002 3邓重一.滤波器的过去、现在与未来J.世界电子元器件.2003，13（4）：4849 4邓重一.滤波技术的发展现状J.中国仪器仪表.2004， （02）：14 5李洪伟，张长明.LMS 自适应算法设计 FIR、IIR 数字滤波器的应用及比较J.现代电子技术.2005， （15）：7980 6Oppenheim A V，Schafer R W.Digital signal processingM.Englewood Cliffs，NJ：Prentice-Hall，1975。
