fir滤波器有一个算法，但它是浮点：
FIR filter implementation in C programming
如果我想要这个规范的定点算法，我该怎么做？
FIR滤波器在
Q7格式通过标准输入输出。记住输出
测量时间（刻度数）也采用十六进制格式。跟随
上一节中介绍的指南，您的程序应该调用
getchar（）读取Q7值应该调用putchar（）来编写
Q7值。
系数是
c0=0.0299 c1=0.4701 c2=0.4701 c3=0.299
对于定点算法，我需要实现自己的定点数乘法，对吧？
我应该像存储结构一样存储fixepdpoint编号，即。
struct point
{
int integer;
int fraction;
};
我应该使用轮班制来实现编号，具体如何实现？
这个数字是32位的，所以我能写出如下的移位吗？
#define SHIFT_AMOUNT 16 // 2^16 = 65536
#define SHIFT_MASK ((1 << SHIFT_AMOUNT) - 1)
所以我认为我必须先实现一个乘法算法，然后再实现fir算法本身？是这样吗？你能帮助我吗？
更新
我编译并运行了一个类似于anser的程序，但它给了我意想不到的输出。
#include <stdio.h>
#include "system.h"
#define FBITS 16 /* number of fraction bits */
const int c0 = (( 299<<FBITS) + 5000) / 10000; /* (int)(0.0299*(1<<FBITS) + 0.5) */
const int c1 = ((4701<<FBITS) + 5000) / 10000; /* (int)(0.4701*(1<<FBITS) + 0.5) */
/* Ditto for C3 and C2 */
const int c2 = (( 4701<<FBITS) + 5000) / 10000; /* (int)(0.4701 *(1<<FBITS) + 0.5) */
const int c3 = ((299<<FBITS) + 5000) / 10000; /* (int)(0.299*(1<<FBITS) + 0.5) */
#define HALF (1 << (FBITS) >> 1) /* Half adjust for rounding = (int)(0.5 * (1<<FBITS)) */
signed char input[4]; /* The 4 most recent input values */
int output = 0;
void firFixed()
{
signed char sum = c0*input[0] + c1*input[1] + c2*input[2] + c3*input[3];
output = (signed char)((sum + HALF) >> FBITS);
printf("output: %d\n", output);
}
int main( void )
{
int i=0;
signed char inVal;
while (scanf("%c", &inVal) > 0)
{
if (i>3)
{
i=0;
}
input[i]=inVal;
firFixed();
i++;
}
return 0;
}
为什么输出计算不正确？为什么输出在一个输入之后要写几次？
更新
我试着编写fixedpoint fir滤波器，算法可能不是100%正确：
#include <stdio.h>
#include "system.h"
#define FBITS 16 /* number of fraction bits */
const int c0 = (( 299<<FBITS) + 5000) / 10000; /* (int)(0.0299*(1<<FBITS) + 0.5) */
const int c1 = ((4701<<FBITS) + 5000) / 10000; /* (int)(0.4701*(1<<FBITS) + 0.5) */
/* Ditto for C3 and C2 */
const int c2 = (( 4701<<FBITS) + 5000) / 10000; /* (int)(0.4701 *(1<<FBITS) + 0.5) */
const int c3 = ((299<<FBITS) + 5000) / 10000; /* (int)(0.299*(1<<FBITS) + 0.5) */
#define HALF (1 << (FBITS) >> 1) /* Half adjust for rounding = (int)(0.5 * (1<<FBITS)) */
signed char input[4]; /* The 4 most recent input values */
char get_q7( void );
void put_q7( char );
void firFixed()
{
int sum = c0*input[0] + c1*input[1] + c2*input[2] + c3*input[3];
signed char output = (signed char)((sum + HALF) >> FBITS);
put_q7(output);
}
int main( void )
{
int i=0;
while(1)
{
if (i>3)
{
i=0;
}
input[i]=get_q7();
firFixed();
i++;
}
return 0;
}
#include <sys/alt_stdio.h>
char get_q7( void );
char prompt[] = "Enter Q7 (in hex-code): ";
char error1[] = "Illegal hex-code - character ";
char error2[] = " is not allowed";
char error3[] = "Number too big";
char error4[] = "Line too long";
char error5[] = "Line too short";
char get_q7( void )
{
int c; /* Current character */
int i; /* Loop counter */
int num;
int ok = 0; /* Flag: 1 means input is accepted */
while( ok == 0 )
{
num = 0;
for( i = 0; prompt[i]; i += 1 )
alt_putchar( prompt[i] );
i = 0; /* Number of accepted characters */
while( ok == 0 )
{
c = alt_getchar();
if( c == (char)26/*EOF*/ ) return( -1 );
if( (c >= '0') && (c <= '9') )
{
num = num << 4;
num = num | (c & 0xf);
i = i + 1;
}
else if( (c >= 'A') && (c <= 'F') )
{
num = num << 4;
num = num | (c + 10 - 'A');
i = i + 1;
}
else if( (c >= 'a') && (c <= 'f') )
{
num = num << 4;
num = num | (c + 10 - 'a');
i = i + 1;
}
else if( c == 10 ) /* LF finishes line */
{
if( i > 0 ) ok = 1;
else
{ /* Line too short */
for( i = 0; error5[i]; i += 1 )
alt_putchar( error5[i] );
alt_putchar( '\n' );
break; /* Ask for a new number */
}
}
else if( (c & 0x20) == 'X' || (c < 0x20) )
{
/* Ignored - do nothing special */
}
else
{ /* Illegal hex-code */
for( i = 0; error1[i]; i += 1 )
alt_putchar( error1[i] );
alt_putchar( c );
for( i = 0; error2[i]; i += 1 )
alt_putchar( error2[i] );
alt_putchar( '\n' );
break; /* Ask for a new number */
}
if( ok )
{
if( i > 10 )
{
alt_putchar( '\n' );
for( i = 0; error4[i]; i += 1 )
alt_putchar( error4[i] );
alt_putchar( '\n' );
ok = 0;
break; /* Ask for a new number */
}
if( num >= 0 && num <= 255 )
return( num );
for( i = 0; error3[i]; i += 1 )
alt_putchar( error3[i] );
alt_putchar( '\n' );
ok = 0;
break; /* Ask for a new number */
}
}
}
return( 0 ); /* Dead code, or the compiler complains */
}
#include <sys/alt_stdio.h>
void put_q7( char ); /* prototype */
char prom[] = "Calculated FIR-value in Q7 (in hex-code): 0x";
char hexasc (char in) /* help function */
{
in = in & 0xf;
if (in <=9 ) return (in + 0x30);
if (in > 9 ) return (in - 0x0A + 0x41);
return (-1);
}
void put_q7( char inval)
{
int i; /* Loop counter */
for( i = 0; prom[i]; i += 1 )
alt_putchar( prom[i] );
alt_putchar (hexasc ((inval & 0xF0) >> 4));
alt_putchar (hexasc (inval & 0x0F));
alt_putchar ('\n');
}
最佳答案
FIR滤波结果中的每个点只是未滤波数据值的加权和如果您有8位输入数据和32位算术，那么除了简单的乘法和加法之外，您不需要其他任何东西。
快速访问维基百科会告诉我，Q7本质上是一个8位2的补码整数，因此如果目标平台使用2的补码，那么简单地将接收的字节描述为（带符号的字符）将在提升为int时给出正确的数值。如果预乘系数为2的幂，则加权和将为乘以同样的2次方。四舍五入除法就是简单地加上一个半调整值，然后加上一个带符号的右移。对于16位小数，预乘常数为：
#define FBITS 16 /* number of fraction bits */
const int C0 = (( 299<<FBITS) + 5000) / 10000; /* (int)(0.0299*(1<<FBITS) + 0.5) */
const int C1 = ((4701<<FBITS) + 5000) / 10000; /* (int)(0.4701*(1<<FBITS) + 0.5) */
/* Ditto for C3 and C2 */
#define HALF (1 << (FBITS) >> 1) /* Half adjust for rounding = (int)(0.5 * (1<<FBITS)) */
奇怪的原因是不依赖任何浮点舍入就能得到所需的有效位。现在，如果：
signed char input[4];
…包含4个最新的输入值，您的输出值为：
sum = c0*input[0] + c1*input[1] + c2*input[2] + c3*input[3];
output = (signed char)((sum + HALF) >> FBITS);
因为所有的系数都是正的，和为1.0，所以不可能溢出。
在简单的版本运行之后，可以尝试许多优化。与其他系数的一个可能的小问题是，c0-c3常数的四舍五入产生的值并不完全等于
1<<FBITS。我进行了测试，但这些值并没有发生这种情况（你需要c0*(1<<LBITS)的分数部分精确到0.5；这意味着所有其他比例系数的分数部分也都是0.5）他们把所有的钱都凑齐了，加起来就太多了。这可能会给你的滤波器增加一个非常小的意外增益。你给出的系数不会出现这种情况。
编辑：我忘了。在求和计算期间，整数部分和小数部分都在同一个32位整数中。使用8位输入（7+符号）和16位小数，滤波器中最多可以有2^（32-16-8）=2^8=256个点（此时，显然有一个系数数组和一个乘法-加法循环来计算和）。如果（输入大小）+（分数位）+log2（筛选器大小）超过32，则可以尝试将sum字段扩展为C99 long long或int64_t值（如果可用），或者如果不可用，则写入扩展精度加法和移位逻辑硬件中的扩展精度在可用时更适合使用。
关于c - C中的定点FIR滤波器？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/19192358/