[發明專利]一種適用于帶FPU模塊CPU的數字濾波方法及濾波器

有效

• 申請號: 202010873472.3
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112152590B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 朱美俊;米乾寶;郭佳赟;顧鵬;王超;趙哲;樊峰宇;黃俊
• 申請（專利權）人: 西安航天精密機電研究所
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

1.一種適用于帶FPU模塊CPU的數字濾波方法，其特征在于，包括以下實現步驟：

步驟1：當前采樣時刻的待處理原始數據與第一反饋信號經過一次差分運算后，再與第二反饋信號x3i繼續進行二次差分運算得到第一信號xdi；

步驟2：第一信號xdi分別與第三反饋信號x3f和第四反饋信號分別進行差分運算后得到第二信號xd1；

步驟3：第二信號xd1經過與常值K1*Ts進行一次乘法運算后，再與第五反饋信號進行差分運算得到第三信號xd2；其中，K1為放大系數，Ts為采樣時刻；

步驟4：第三信號xd2與常值K2*Ts進行一次乘法運算后，再與第五反饋信號進行加法運算得到第四信號x2；第四信號x2通過浮點數拆分運算分離出當前采樣時刻的第一整數信號x2i和第一小數信號x2f；其中，K2為放大系數；

步驟5：第一整數信號x2i經過兩次累加運算后生成第五信號x1i1，同時第一小數信號x2f與第四反饋信號進行加法運算后生成第六信號x1；

步驟6：第六信號x1經過浮點數拆分運算分離成當前采樣時刻的第二整數信號x1i和第二小數信號x1f；

步驟7：第二整數信號x1i2和第五信號x1i1進行加法運算后生成當前時刻的第七信號x1i，第七信號x1i與第一小數信號x1f再次進行加法運算后作為最終數據輸出；

所述第一反饋信號為上一采樣時刻的第七信號x1i；

所述第二反饋信號x3i和第三反饋信號x3f為上一采集時刻的第一整數信號x2i產生，具體產生過程為：

第一整數信號x2i經過一次累加，并與常值1/(K1*Ts)進行一次乘法運算后，生成第八信號x3，第八信號x3經過浮點數拆分運算分離成第一反饋信號x1i和第二反饋信號x3f；

所述第四反饋信號為上一采樣時刻的第二小數信號x1f；

所述第五反饋信號為上一采樣時刻的第一小數信號x2f。

2.一種適用于帶FPU模塊CPU的數字濾波器，其特征在于，包括運行于CPU中的以下各程序模塊，具體包括：

第一差分模塊、第二差分模塊、第一運算模塊、第一乘法模塊、第三差分模塊、第二乘法模塊、第一加法模塊、第一浮點數拆分模塊、第一累加模塊、第二累加模塊、第三乘法模塊、第二浮點數拆分模塊、第二加法模塊、第三浮點數拆分模塊、第三累加模塊、第三加法模塊以及第四加法模塊；

第一差分模塊的一個輸入端接收被處理原始數據，另一個輸入端與第三加法模塊的輸出端連接；

第二差分模塊的一個輸入端與第一差分模塊的輸出端連接，另一個輸出端與第二浮點數拆分模塊的小數輸出端連接；

第一運算模塊具有三個輸入端和一個輸出端，一個輸入端與第二差分模塊的輸出端連接，一個輸入端與第二浮點數拆分模塊的小數輸出端連接，一個輸入端與第三浮點數拆分模塊的小數輸出端連接；

第一乘法模塊的輸入端與第一運算模塊的輸出連接；

第三差分模塊的一個輸入端與第一乘法模塊的輸出端，第三差分模塊的另一個輸入端與第一浮點數拆分模塊的小數輸出端連接；

第二乘法模塊的輸入端與第三差分模塊的輸出端連接；

第一加法模塊的一個輸入端與第二乘法模塊的輸出端連接，另一個輸入端與第一浮點數拆分模塊的小數輸出端連接；

第一浮點數拆分模塊的輸入端與第一加法模塊的輸出端連接，第一浮點數拆分模塊的整數輸出端通過第一累加模塊、第二累加模塊與第三加法模塊一個輸入端連接，同時通過第一累加模塊、第三乘法模塊與第二浮點數拆分模塊的輸入端連接；

第二加法模塊的一個輸入端與第一浮點數拆分模塊的小數輸出端連接，第二加法模塊的另一個輸入端與第三浮點數拆分模塊的小數輸出端連接；

第三浮點數拆分模塊的輸入端與第二加法模塊的輸出端連接，第三浮點數拆分模塊的整數輸出端通過第三累加模塊與第三加法模塊的另一個輸入端連接；

第四加法模塊的一個輸入端與第三加法模塊的輸出端連接，另一個輸入端與第三浮點數拆分模塊的小數輸出端連接，第四加法模塊的輸出端作為整個濾波器的最終輸出端輸出濾波后的數據。