在数字信号处理中，滤波占有极其重要的作用，数字滤波器是谱分析、雷达信号处理、通信信号处理应用中的基本处理算法。目前常用的滤波器设计方法普遍采用matlab仿真，dsp实现。但这一传统设计方法需要的开发周期较长，且设计过程反复进行，非常不便。

针对这一问题，出现了系统级设计方法的构想将matlab算法仿真和dsp的实现融合在一起。文中应用matlab link for ccs development tools进行系统级设计，来完成fir滤波器的设计。

1 fir数字滤波器设计的基本步骤

数字滤波器根据其冲激响应函数的时域特性，可分为2种，即无限长冲激响应（iir）滤波器和有限长冲激响应（fir）滤波器。fir系统不像iir系统那样易取得较好的通带和阻带衰减特性，要取得较好的衰减特性，一般要求h（z）阶次要高，也即m要大。fir系统有自己突出的优点：系统总是稳定的；易实现线性相位；允许设计多通带（或多阻带）滤波器，后两项都是iir系统不易实现的。fir数字滤波器的设计方法有多种，如窗函数设计法、频率采样法和chebyshev逼近法等。随着matlab软件尤其是matlab的信号处理工作箱的不断完善，不仅数字滤波器的计算机辅助设计有了可能，而且还可以使设计达到最优化。

fir数字滤波器设计的基本步骤如下^[1]：

（1）确定技术指标

在设计一个滤波器之前，必须首先根据工程实际的需要确定滤波器的技术指标。在很多实际应用中，数字滤波器常被用来实现选频操作。因此，指标的形式一般在频域中给出幅度和相位响应。幅度指标主要以2种方式给出。第一种是绝对指标。他提供对幅度响应函数的要求，一般应用于fir滤波器的设计。第二种指标是相对指标。他以分贝值的形式给出要求。本文中滤波器的设计就以线性相位fir滤波器的设计为例。

（2）逼近

确定了技术指标后，就可以建立一个目标的数字滤波器模型（通常采用理想的数字滤波器模型）。之后，利用数字滤波器的设计方法（窗函数法、频率采样法等），设计出一个实际滤波器模型来逼近给定的目标。

（3）性能分析和计算机仿真

上两步的结果是得到以差分或系统函数或冲激响应描述的滤波器。根据这个描述就可以分析其频率特性和相位特性，以验证设计结果是否满足指标要求；或者利用计算机仿真实现设计的滤波器，再分析滤波结果来判断。

2 fir数字滤波器的传统设计方法

传统的fir数字滤波器设计流程分为2个部分：开发设计和产品实现。在开发设计部分完成方案设计和算法设计与验证，一般用matlab语言进行仿真，当仿真结果满意时，再进入产品的实现阶段。在实现阶段，将开发设计的阶段的算法用c/c^＋＋或者汇编语言实现，在硬件的单片机或dsp目标板上实现。

下面以电力系统中的用于滤除高次谐波的低通滤波器为例，介绍设计线性相位fir低通数字滤波器的传统设计方法。

2.1 fir滤波器的matlab仿真^[2]

在电力分析实验仪中，只要求分析20次以下的谐波，30次以上的谐波由抗混叠滤波器滤波，20－30次的谐波则由数字滤波器滤除。所以电力系统的低通滤波器的技术指标如下：通带截止频率为1 000hz，阻带截止频率为1 500hz，通带波纹为0.001，阻带波纹为0.001，采样频率为4 000hz，阻带衰减小于50 db，因此设计中采用汉明窗比较合适。

fir滤波器的设计用matlab数字信号处理软件包提供的专用函数来直接求取是非常方便的。

先求出滤波器的阶数n：n＝ceil（n）＋1，通过相关程序仿真可以计算出n＝28。

滤波器h（n）的系数和他的幅频特性：

调用格式为：b＝fir1（n，wc,’ftype’,window）或b＝fir2（n，wc，m，window）；编制程序并运行，表1为计算所得滤波器系数，图1所示为设计的低通滤波器频率响应曲线。由此可见基本满足性能指标。h（n）的系数见表1。

输入一混叠信号来测试所设计滤波器的功能：输入信号是频率为f₁＝400hz和f₂＝1 800hz的正弦交流信号。

s₁＝sin（400×2πt）；

s₂＝sin（1800×2πt）；

s＝s₁＋s₂

图2为混叠信号波形s＝s₁＋s₂。

图3经滤波器滤波后的波形。由此可见，仿真结果基本令人满意。然后用dsp来实现系统。

将上述系统存盘，建立一个数据文件fir01.txt，将matlab中产生的fir01.txt文件，通过执行转换命令，将自动变换为firdata.inc滤波器系数文件。转换命令为（在matlab下）：！firdata fic01.txt

2.2 fir数字滤波器的c54实现

tms320c5416有很强的数据处理功能^[3]，带数据移位的加法指令macd在循环执行时，一但流水线