DSP实验：FIR与IIR滤波器设计与比较

"该文档是一份关于DSP课程设计的实验报告，主要讨论了FIR（有限 impulse response）和IIR（无限 impulse response）滤波器在数字信号处理中的设计与实现，并通过DSP硬件平台进行了实际操作和比较。报告内容涵盖了滤波器的设计、程序调试、结果分析以及两者之间的差异。" 在信号处理领域，滤波器是至关重要的工具，用于去除噪声、提取特定频率成分或改变信号的频谱特性。FIR和IIR滤波器是两种常见的数字滤波器类型，它们各有优缺点。 FIR滤波器的特点在于其输出仅依赖于输入信号的有限个历史样本，因此具有线性相位和可设计的精确频率响应。在本设计中，学生首先利用MATLAB设计FIR滤波器，确定滤波器参数，然后在CCS（Code Composer Studio）环境下实现滤波算法，对比不同窗函数和阶数对滤波效果的影响。FIR滤波器的优点在于稳定性好，没有极点位于单位圆外的风险，但通常需要更多的计算资源，特别是在需要宽通带或高阶滤波时。 IIR滤波器则利用反馈机制，不仅考虑当前输入样本，还涉及过去的输出样本，这使得它能够用较少的系数实现更复杂的频率响应，适合实现低延迟和高性价比的滤波。然而，IIR滤波器的相位非线性以及可能存在的不稳定因素是其主要缺点。在实验中，学生同样使用DSPLIB库实现IIR滤波器，并与FIR滤波器的效果进行比较。 硬件方面，设计采用了McBSP（Multi-Channel Buffered Serial Port）作为数据传输接口，它支持多种数据宽度并具备全双工通信能力。McBSP的数据通道负责数据传输，控制通道则处理时钟、帧同步和多通道选择等任务。在CCS中，通过相关头文件与McBSP进行交互，实现信号的采集和输出。 实验报告还包括了DMA（Direct Memory Access）的初始化和中断服务程序，使得信号能够实时滤波。DMA允许数据直接在外部设备和内存之间传输，无需CPU介入，提高了数据处理效率。 通过对FIR和IIR滤波器的性能分析和实际应用，学生可以深入理解这两种滤波器的特性，为今后的信号处理工作打下坚实基础。在设计过程中，他们不仅学习了滤波器设计理论，还掌握了DSP硬件平台的使用和软件开发流程，进一步强化了实践能力。