摘要：区别于普通的FIR，IIR滤波器，为了使滤波器能够按照某种准则自动且较快地达到最佳滤波效果，采用了LMS自适应算法和格型滤波结构相结合的方法。它利用DSP技术在TMS320C6713开发板上构建了验证该音频信号环型电感器处理算法的硬件平台，并在集成开发环境CCS通过DSP的软件编程完成其工程实现。实验结果表明，该滤波器计算复杂度低，实现速度快，具有良好的实时性和滤波效果。
关键词：TMS320C6713；IIR；自适应格型滤波器；LMS算法；CCS

0 引言
在数字信号处理中，常规滤波器或固定滤波器如FIR，IIR滤波器的特性被固定，即作用于输入信号电感生产，则产生相应的输出，但是，在实际应用中对滤波器的输出要求往往是明确的，如果滤波器的权系数等特性无法预先知道就会限制对需要处理的数字信号实现最优滤波。自适应滤波技术是现代数字信号处理领域中的一个重要方面，其特点是不需要知道所处理信号的统计特性，而且能够自动适应环境的变化，使得处理结果达到最优。由于自适应滤波大多用在实时处理的情况，所以其实时实现问题是自适应滤波器的一项重要指标。在诸多的自适应算法中，最小均方算法(LMS)由于其设计和实现都较为简单被广泛采用。
TMS320C6713是TI公司开发的一款新型浮点DSP芯片，它基于超长指令字结构(VLIW)，非常适合于做高强度的数学共模电感运算，被认为是TI公司运算能力最强的处理器之一。本文使用合众达公司开发的一款基于TMS320C6713芯片的开发板构建了音频信号处理系统，对音频信号的IIR格型自适应滤波处理算法进行硬件验证。

1 硬件系统设计
开发板系统总体方案框图如图1所示。模拟音频信号首先通过高性能前置运算NE5532进行预放，然后进入音频ADC进行A／D转换得到串行输出的数字音频信号，本文使用CIRRUS公司最新专业级音频芯片CS4272，该芯片使用了一个差分模拟结构，采样率高达192 kHz，实际信噪比超过90 dB。接着数字音频信号经过FPGA通过DSP的McBSP口进入DSP芯片TMS320C6713。进入DSP的数据存放在DSP的内部存储区以利于处理器进行高速运算，经过DSP处理后的数据同样通过DSP的McBSP口输出到FPGA，然后通过DAC输出到前置运算NE5532进行放大后输出。电路中同时还接了一个单片机芯片STC89LE52，它用于控制LED、按键、A／D、D／A转换器以及与FPGA进行数据通信。

2 CCS和CSL简介
CCS(Code Composer Studio)是TI公司推出的用于开发DSP芯片的集成开发环境，它采用熟悉的Windows风格界面，提供了基本的代码生成工具，具有编辑、编译、链接、软件仿真、硬件调试以及实时跟踪等功能，支持*．asm，*．c，*．h，*．cmd等多种格式并最终生成*．out等可供下载至硬件电路运行的二进制格式文件，它还提供了多种C／C++代码优化功能和一些实时分析及编程方案。此外，CCS的调试和仿真具有很强的功能：允许中断点、剖析点及探测点三种断点设置，分别实现程序断点、实时分析和数据导入等功能。CCS为DSP芯片的开发与设计提供了极大的便利，是目前使用最为广泛的DSP开发环境之一，其版本已塑封电感发展至4．1甚至更高。
在DSP应用系统中，不可避免地会涉及到大量对DSP器件外设特别是片上外设的编程处理工作，这将消耗开发工程师在开发初期大量的精力。在TI公司的CCS开发环境中，提供了DSP片级支持库CSL作为一个组件，多数CSL模块都由对应函数、宏、类和表示符号组成，利用这些模块可以非常方便地完成对DSP片上外设的配置和控制的编程工作插件电感器，从而简化了DSP片上外设的开发工作，缩短了用户程序的开发周期，并且可以达到标准化控制管理片上外设的能力，减少DSP硬件特殊性对用户程序代码的影响，以方便对用户代码在不同器件间的移植工作。

3 自适应IIR格型滤波器及算法
3．1 自适应IIR格型滤波器
自适应滤波器就是其权系数可以根据某种自适应算法来不断修改，使系统的冲激响应满足给定的性能判断。它的设计包括结构设计和自适应算法的选取、最佳参数的确定，以及有效字长效应影响的最小化等。自适应滤波器的原理图如图2所示。它主要由两部分组成：系数可调的数字滤波器和用来调节或修正滤波器系数的自适应算法。 大功率电感厂家 |大电流电感工厂