基于DSP开发工具的自适应滤波器Word格式文档下载.docx

1、 文献标 志 码 ： 文章 编 号 ： （ ） ， ， （ ， ， ， ） ： 一 ， ； ； ： ； 引言 随着 数字超 大 规模集 成 （ ） 术 的发 展 ， 技 自 作 为 的 工 具 箱 ， 是基 于 的 开 发 工 具 ， 支持 系统 、 法 它 算 和硬 件设 计共 享 一 个 公 共 开发 平 台 ， 算 法 友 好 的 在 适应信 号处 理 技术 在许 多领 域 （ 如 ： 字通 信 、 例 数 雷 开发 环境 中帮 助设 计人 员 生 成 设 计 硬 件 表征 ， 达 、 物 医学 、 震 学 、 航 系 统 等 ） 到 了广 泛 应 从而 缩 短 了 设 计 周 期 。设

2、 计 人 员 可 以 使 用 生 地 导 得 块 迅 速 生 成 系 统 建 模 硬 模 用 。传 统上 自适 应 信 号 处 理 是 基 于 处 理 器 实 现 的 ， 其 固有 的缺 点无法 满 足 高速 、 时 系统 的要 但 实 件。 求， 而利 用 实现 自适应 信 号 处 理 能 够 很 好 地 编 程 逻 辑 器 件 （ 中 的 系统 可 ） 的 解 决并 行 性 和 速 度 问 题 以及 改 善 系统 的 抗 干 扰 能 设 计 需 要 高 级 算 法 和 开 发 工 具 。 将 和 系 统 级 设 计 工 力 。传 统上 ， 自适 应 滤 波器 的 实 现 主 要 是 采 具

3、 的算 法 开发 、 真 和 验 证 功 能 与 的综 仿 用 或 者 等 硬 件 描 述 语 言 通 过 合 、 真 以及 发 工 具 整 合 在 一 起 ， 现 了 仿 开 实 编写代 码来 实现 的 ， 种方 式 开发 效 率低 ， 度 比较 这 难 这 些工 具 的集成 。 大 ， 不 便 于仿 真 观 察 。而 工 具 则 能 也 在 的 开 发 过 程 中 ， 以 运 用 硬 件 可 更 好地 满足 开发 要求 。 回环 （ ） 真 ， 是 将 软 ， 仿 它 主 要 技 术 与 工 具 收 稿 日期 ： 修 回 日期 ： 硬 件技 术结 合在 一起 的综 合仿 真系 统 。 真被

4、 仿 证 明是 一种 有效 的仿 真 验 证 解 决 方 法 ， 技 术 能 确 该 作者简介 ： 东（ ， ， 杨 一）男 四川彭 山人 ， 硕士研 究生 ， 究方 向： 研 专用 数字 集成 电路设 计 。 一 ： 权 （）的计 算 ） 能 同步 进 不 保 在 开发周期 早 期就 完 成 嵌 入式 软 件 的测试 ， 系 系 ， 系数 的更新 与滤 波 （ 是 到 这 统 整合 阶段开 始 时 ， 嵌人 式 软 件 测 试就 要 比传 统 方 行 。对 于高 速信 号处 理 ， 种 串行 的 算 法不 能 满 足 法 做得更 彻底更 全面 ， 这样 可 以及 早 地发 现 问题 ， 因

5、此 降低 了解决 问题 的成 本 。 要求。并行的流水线结构是高速设计 中的一种常用 手段 ， 这种方法是在时序电路 中通过插入寄存器将 较长的更新过程划 分成较小模块 ， 而实现提高系 从 统 工作频 率 的 目的 。 自适 应滤 波器 的 算 法概 述 相对 于 算 法 ， 算 法 的权 系数更 新模 块采 用延迟 了 个 节 拍 的 数 据来 产生 下一 时钟 周 期 的权 系数 ， 本设计 中权 系数 更新 延迟 了 个周 期 。 引入延 迟 的好 处在 于可 以用前一 时 间 的误差 值来 实 现更新 ， 在时钟的驱动下 ， 系数更新和误差计算可以 同时进行 。 算 法权 系数更新

6、方程 可 以用下 式 表示 ： （ （ ） 志一 ） （ ） 志 （ ） （ ） 算 法权系数更新 中延 时 的引入 对算法 的稳 态行为影 响不 大 ， 键 问 题 是 步 长 因 子 的选 取 。 关 忌 一（ 志 （ 是 ） ）（ （ 志 ） ）（一 ） 志 志一 （ 一 （ ）志 志 一 （ ） ） 【 （ ）一 （ ） （ ） 走 忌 是 （ ） （ ） 算 的 敛 件 ： 忐 法 收 条 为 （ ） ， 相对于 算 法 的收 敛 条 件 来说 ， 算法 收敛条 件更 为苛 刻 。 基 于 具 的 延 时最 小 工 均 方 自适应 滤 波 器 是 司 推 出 的 一 个 面 向 公

7、开发 的 系统 级 （ 或算 法 级 ） 计 工具 ， 设 它架 构在 多个软件工具之上， 并把系统级（ 算法仿真建模） 和 （ 硬件 实 现 ） 个 涉 及 领 域 的 设 计 工 具 连 接 起 两 来 ， 为 作 的一个 工 具 箱 出现 ， 以 可 在 中进行 图形 化设 计 和仿 真 ， 同时又 通过 可 以把 设 计 文件 （ ） 转成 相 应 的 硬 件 描 述 语 言 ， （ ） 可 以很 方便 地 帮 助 设 计 者 完 成 基 于 的 系统设 计 的整个 流程 。 图 自适 应 滤 波 器 结 构 本 文设 计 了一个 阶系统 辨识 自适应 滤 波器 ， 输入 信号 志 、

8、 出信号（） （） 输 志 与误差信号 志 均用 （） 然 而 ， 自适应 滤 波器 的系 数更 新 路径 比较 位二进制符号数表示 。图 给出了 阶 自 适应 系统辨识 顶层设计构造 图 。 长 ， 迭代公 式 和滤 波 器结 构 中可 以看 出权 系 数 更 从 新 必须 在输 出信 号 （） 是 与误 差信号 是 算完 毕 （）计 以后才 能进行 。换 言之 ， 以上 步 骤 含 有 一 种顺 序 关 为 了构 造完整 系统 ， 观察设 计效 果 ， 此处 设计 了 一 个 阶直接型 低通滤波器作为未知系统（ 辨 识 对象 ） 。根 据文献 提 出的定点 数 阶 滤 所 杨 东等 ： 于

9、 基 开发 工具 的 自适应 滤 波器 波器 的 动 态 范 围 级 数 的 最 坏 情 况 计 算 公 式 ： 硬件 回环 （ 仿 真是 将 软 硬件 技 术 结合 在 一 ） 起 的综合 仿 真 系统 ， 最 大 优 点 在 于 利 用 硬 件 系 统 其 ， ） 总位宽应是输入位宽和级数 能够 提高 仿真 速度 ， 接检测 硬 件运 行 效 果 ， 且 可 （ 尢志 ， 直 并 之 和 ， 由此 可 确定 滤 波 器 内部 运 算 位 数 最 少 应 为 以充 分利 用软 件提 供 的各种 仿 真源 作 为信 号 源 。硬 共 位 。 本设 计 对滤 波器 输 出信 号 采用 了缩 件平

10、 台选 择 了 司出 品 的 公 开发 板 （ 放， 用 采 位输 出 。 同时 为 了减 少 资源 的消 耗 并 提 列 系 芯 片 ） 通 过 ， 高速度 ， 长 的选择 放弃 了乘 法器 ， 步 而是 采 用 移位 的 下载 电 缆 ， 模 式 的方 式 直接 下 载 到 以 方 法实 现 ， 将误 差信 号 向右移 一 位 ， 结合 输 出信 号 的 开发 板 中 ， 行数 据 又 通 过 接 口返 回到 计 算 运 机显示 ， 系统 结构 如 图 示 ， 所 信号 源选择 了线 缩 放 ， 当于 相 一 一 。系统 采 用 性调 频信 号 ， 这样 低 通 滤 波 的效 果 可 以很

11、 容 易 地 观 模 块化 设计 ， 权 系 数 更 新 模 块 封 装 成 一 个 子 系 统 将 （ 图 ， 于调 用 ， 见 ）便 结构 清 晰 。 】 面 察 出来 。 一 ： （ （ ） ：面 区 ： 州 匠 图 自适应 滤 波 器 构 图 结 图 经过 是 回环 系统 的仿 真 波 形 图 ， 中 图 图 阶 自适 应 系 统 辨 识 顶 层 设 计 一 第 为 行 滤 波 器 输 出 ， 行 为 误 差 信 号 ， 第 第 行 为 输 入 线 性 调 频 脉 冲 压 缩 信 号 ， 行 为 第 低通 滤波 器输 出。可 以清楚 看 出 ， 过大 概 经 步 （ 以后 ， 差信 号

12、 基本 上 收 敛 ， 约 ） 误 而 自适应 滤 波器也 成 功 学 习 低 通 滤 波器 ， 两者 输 出基本 一致 。 。 图 子系统 此处 ， 在权 系 数 更 新 时 对 输 入 信 号 额 外 延 迟 了 周期 ， 个 即 权 系 数 更 新 方 程 的 具 体 实 现 。 特别要 提 出 的是权 系数 更新 延迟 时 间 的 确定 是不 断 经过 试验 得 出 的 ， 于滤 波 器 阶数 不 同延 迟 时 间也 对 不 同 。 图 真 波 形 图 仿 自适 应 滤 波 器 的 硬 件 回 环 （ ） 及 仿 真 测 试 系 统成 功进 行 仿 真 以后 ， 行 运 创建 工 程

13、， 进行 综 合 、 译 和适 配 ， 终 编 最 生成 编 程 文 件 （ 件 和 即 文 文 件 ） 载 到 下 的 自适应滤 波 器 ， 真 与 测试 结 果 表 明设 计 的正 确 仿 芯片中去。本文为 了观察资源消耗情况 ， 最 性 ， 在 系列 芯 片上 完成 了硬 件 并 终 在 中完 成 综 合 、 编译 、 配 和下 载 （ 适 在 验证 ， 滤波器最高频率达 到 数 据吞吐 ， 量 显著 提高 。事实证 明 ， 工具 箱 可 以很 中仿 真 结 果 如 图 所示 ） 。在 程 序 成 功 明显地提高数字信号处理系统 的开发效率 ， 具有较 耗费 资源 为 个 ， 个 高 的

14、应用 价值 。 系 统最 高 工 作频 率 达 到 由 ， 。 仿真 以后 ， 仿真 资源列 表 中可 以看到 ： 在 此 可 以看 出 自适 应 滤波 器 数 据 吞 吐 量 已经 参 考 文 献 ： 达 到较高水 平 。 自适应滤波算法 与实现（ 第二版） 刘 郁林 ， 晓兵 ， 刚兵 ， ， 北 京 ： 子 工业 出版 社 ， 景 谭 等 译 电 ， ， ， ： ， ， ， ， ： ， ， 潘松 ， 黄继业 ， 国栋 王 现代 技术 西安 ： 西安 电 图 仿 真 结 果 子 科 技 大 学 出版 社 ， 数字 信号处理 的 实现 刘 凌 ， 京 ： 华 大 学 出 版 社 ， 译 北 清 刘雄飞 ， 高金定 ， 齐海兵 自适应滤波器 实现 结 论 最 大限度地提 高开 发效率 和节 约成 本是 开发 者 不懈 追求 的事 情 。本 文 利用 的 工 的新 方 法 压 电与 声 光 ， ： 刀 （） ， ， （ ） ， ： 具箱 设 计 出了基于延 时最小 均方算 法 （ 上接 第 页 ） 王玲 ， 魏星 ， 建伟 ， 基 于 定位 算法 的模糊 解 万 等 （） ： ， 毛永毅 ， 白菊蓉 间四站时差定位 中的模糊及无解 研究 空 电讯技术 ， （） ， ： ， 消除方法 口 计 算 机工 程 与科 学 ， （ ） ， ： ， ， ， ，