l 引 言
随着信息技术和计算机技术的飞速发展,数字信号处理技术在众多领域得到广泛应用。数字滤波器由于其精度高、稳定性好、使用灵活等优点,广泛应用在各种数字信号处理领域。数字滤波器根据冲击响应函数的时域特性,可以分为fir(有限长冲击响应滤波器)和iir(无限长冲击响应滤波器)。fir滤波器与iir滤波器相比,具有严格的线性相位,幅度特性可任意等优点。而且,fir滤波器的单位抽样响应是有限长的,故一定是稳定的,他又可以用快速傅里叶变换(fft)算法来实现过滤信号,可大大提高运算效率。
matlab辅助dsp开发实现的关键是建立matlab与dsf 间的连接。以往一般是由开发工具ccs把dsp中间结果先保存,再调入matlab工作空间与:matlab仿真中间结果比较,以此发现dsp程序的不足,这需要反复操作,比较麻烦。math works公司和ti公司共同开发的.matlab link for ccs开发工具(ccslink),实现了在.matlab,ticcs开发环境和dsp硬件问的双向连接,开发者可以利用matlab强大的数据处理、分析、可视化功能来处理ccs和目标dsp中的数据,可以大大简化dsp软件开发的分析、调试和验证过程,缩短软件开发周期。
2 matlab与ccs及目标dsp间的连接
matlab可通过3种方式与ccs、目标dsp进行连接、数据交换。ccslink提供了3种连接对象:
与ccs的连接对象 可从matlab命令窗运行ccs中的应用程序,向目标dsp的存贮器、寄存器读出/写人数据,检查dsp状态,开始/停止目标dsp中运行的程序。
与rtdx(实时数据交换)的连接对象 使matlab与目标dsp直接通信,matlab可以实时地向目标dsp取出/发送数据,并不停止dsp中正在执行的程序。
嵌入式对象 在matlab环境中创建,该对象可代表嵌入在目标c程序中的变量,由其可以直接对嵌入在目标dsp存贮器/寄存器中的变量进行操作。
下面利用matlab与ccs及目标dsp的连接利用matlab辅助dsp实现一个低通fir数字滤波器并把实现的滤波结果和matlab中仿真的滤波结果进行比较。
3 matlab辅助dsp实现fir过程
matlab辅助dsp实现fir,其总体过程为在dsp中编写处理程序;在matlab中利用滤波器设计、分析工具(fdatool),根据指定的滤波器性能快速设计一个fir,然后把滤波器系数以头文件形式导人ccs中,头文件中含滤波器阶数和系数数组,在matlab中调试、运行dsp程序并显示、分析处理后的数据。使用该方法,便于采用c语言来实现程序。头文件名不变,当matlab中设计的滤波器系数改变时,相应头文件中系数也改变,方便了程序调试、仿真。
3.1在ccs中编写处理程序
在ccs ide中建立fir.pjt工程,用c语言编写处理主程序fir.c,利用汇编语言文件,来定义中断服务程序。另外根据板上的存储器配置方式,编写存储器配置文件(.cmd文件),编译、链接,生成可执行文件(fir.out文件),加载到目标dsp程序存储器中。
3.2利用fdatool设计fir滤波器
fir滤波器设计方法有很多种,利用matlab中的fdatool(filter design & analysis too1)来设计是经常被使用到的一种。fdatool是通过指定滤波器的性能指标来快速设计fir或者iir滤波器,他是一种图形设计界面。
指定fir滤波器为低通滤波器(lowpass),指定阶数为30,采样频率f,为5 000 hz,截止频率为400 hz。打开fdatool界面(在matlab命令窗输入fdat00l),选fir(window),用hamming窗方法;菜单edit->convert structure,选direct form fir,即滤波器结构为直接i型;菜单analysis用来选择不同的分析显示方式,如幅度响应、相位响应、脉冲响应、阶跃响应、滤波器系数等。指定完设计参数后单击按钮design filter,生成滤波器系数。fdatool界面如图1所示。
把生成的滤波器系数传到目标dsp中有两种方式,一种把滤波器系数输入到一个c头文件,在所建工程中添加该c头文件,另一种直接把生成的滤波器系数加到dsp存贮器中。本文采用第一种方法。
选择菜单targets->export to code composer studio(tm)ide,打开export to c header file对话框,选择c header file,指定变量名(滤波器阶数和系数向量),输出数据类型可选浮点型或32 b,16 b整型等,根据自己安装选择目标板板号和处理器号,单击ok,保存该头文件,需指定文件名(filtercoeff.h)和路径(保存在c:\ti\myprojects\fir工程中)。打开fir工程文件夹,该滤波器系数头文件filtercoeff.h已含在工程中。该头文件用到matlab中的tmwtypes.h文件,需把该文件也包含在工程中,还要在fir.c文件中声明包含滤波器参数头文件,即: #include〃filtercoeff.h〃
l 引 言
随着信息技术和计算机技术的飞速发展,数字信号处理技术在众多领域得到广泛应用。数字滤波器由于其精度高、稳定性好、使用灵活等优点,广泛应用在各种数字信号处理领域。数字滤波器根据冲击响应函数的时域特性,可以分为fir(有限长冲击响应滤波器)和iir(无限长冲击响应滤波器)。fir滤波器与iir滤波器相比,具有严格的线性相位,幅度特性可任意等优点。而且,fir滤波器的单位抽样响应是有限长的,故一定是稳定的,他又可以用快速傅里叶变换(fft)算法来实现过滤信号,可大大提高运算效率。
matlab辅助dsp开发实现的关键是建立matlab与dsf 间的连接。以往一般是由开发工具ccs把dsp中间结果先保存,再调入matlab工作空间与:matlab仿真中间结果比较,以此发现dsp程序的不足,这需要反复操作,比较麻烦。math works公司和ti公司共同开发的.matlab link for ccs开发工具(ccslink),实现了在.matlab,ticcs开发环境和dsp硬件问的双向连接,开发者可以利用matlab强大的数据处理、分析、可视化功能来处理ccs和目标dsp中的数据,可以大大简化dsp软件开发的分析、调试和验证过程,缩短软件开发周期。
2 matlab与ccs及目标dsp间的连接
matlab可通过3种方式与ccs、目标dsp进行连接、数据交换。ccslink提供了3种连接对象:
与ccs的连接对象 可从matlab命令窗运行ccs中的应用程序,向目标dsp的存贮器、寄存器读出/写人数据,检查dsp状态,开始/停止目标dsp中运行的程序。
与rtdx(实时数据交换)的连接对象 使matlab与目标dsp直接通信,matlab可以实时地向目标dsp取出/发送数据,并不停止dsp中正在执行的程序。
嵌入式对象 在matlab环境中创建,该对象可代表嵌入在目标c程序中的变量,由其可以直接对嵌入在目标dsp存贮器/寄存器中的变量进行操作。
下面利用matlab与ccs及目标dsp的连接利用matlab辅助dsp实现一个低通fir数字滤波器并把实现的滤波结果和matlab中仿真的滤波结果进行比较。
3 matlab辅助dsp实现fir过程
matlab辅助dsp实现fir,其总体过程为在dsp中编写处理程序;在matlab中利用滤波器设计、分析工具(fdatool),根据指定的滤波器性能快速设计一个fir,然后把滤波器系数以头文件形式导人ccs中,头文件中含滤波器阶数和系数数组,在matlab中调试、运行dsp程序并显示、分析处理后的数据。使用该方法,便于采用c语言来实现程序。头文件名不变,当matlab中设计的滤波器系数改变时,相应头文件中系数也改变,方便了程序调试、仿真。
3.1在ccs中编写处理程序
在ccs ide中建立fir.pjt工程,用c语言编写处理主程序fir.c,利用汇编语言文件,来定义中断服务程序。另外根据板上的存储器配置方式,编写存储器配置文件(.cmd文件),编译、链接,生成可执行文件(fir.out文件),加载到目标dsp程序存储器中。
3.2利用fdatool设计fir滤波器
fir滤波器设计方法有很多种,利用matlab中的fdatool(filter design & analysis too1)来设计是经常被使用到的一种。fdatool是通过指定滤波器的性能指标来快速设计fir或者iir滤波器,他是一种图形设计界面。
指定fir滤波器为低通滤波器(lowpass),指定阶数为30,采样频率f,为5 000 hz,截止频率为400 hz。打开fdatool界面(在matlab命令窗输入fdat00l),选fir(window),用hamming窗方法;菜单edit->convert structure,选direct form fir,即滤波器结构为直接i型;菜单analysis用来选择不同的分析显示方式,如幅度响应、相位响应、脉冲响应、阶跃响应、滤波器系数等。指定完设计参数后单击按钮design filter,生成滤波器系数。fdatool界面如图1所示。
把生成的滤波器系数传到目标dsp中有两种方式,一种把滤波器系数输入到一个c头文件,在所建工程中添加该c头文件,另一种直接把生成的滤波器系数加到dsp存贮器中。本文采用第一种方法。
选择菜单targets->export to code composer studio(tm)ide,打开export to c header file对话框,选择c header file,指定变量名(滤波器阶数和系数向量),输出数据类型可选浮点型或32 b,16 b整型等,根据自己安装选择目标板板号和处理器号,单击ok,保存该头文件,需指定文件名(filtercoeff.h)和路径(保存在c:\ti\myprojects\fir工程中)。打开fir工程文件夹,该滤波器系数头文件filtercoeff.h已含在工程中。该头文件用到matlab中的tmwtypes.h文件,需把该文件也包含在工程中,还要在fir.c文件中声明包含滤波器参数头文件,即: #include〃filtercoeff.h〃
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