| 延迟线的实现 由上一节所叙述的FIR滤波器，本节将来讨论如何使用‘C5x来发展出有效率的FIR滤波器模型。很显然的，FIR滤波器是在延迟在线的数值数组做积之和运算所得到。如同前面章节所叙述，使用’C5x来实现这项运算是非常容易的事情。但是，延迟线是要如何实现呢? 线性缓冲区 在微算机中，要实现延迟线最简单的方法是藉由线性缓冲区。而具有N Tap 的滤波器就在这数组中，操作最近的N个取样值。每运算一次，新的取样值就会被存到这数组的尾端。 使用这个方法时，单一个辅助缓存器能够在滤波器的计算中，以“递减”的方式移动经过这数组，并且当要再次计算之前可以移动到下一个空的位置去读入新的数据。 这个方法的优点是在他和‘C5x搭配使用时，他的效率很好，因为’C5x可以支持延迟线的实现。在‘C5x中，当执行积之和的运算时，AR可以自动的增加及减少，所以，所有’C5x皆可以非常有效率地来完成这项工作。 然而，它的缺点是，线性缓冲器会占掉很多的内存。每当取一个新的数据时便需要一新的位置。在连续系统中，取样的数据量是非常庞大的，使用这个方法将会占掉太多的内存，所以，这个方法在实际上并不实用。 环形缓冲区 一个解决线性缓冲区缺点的方法是利用环形缓冲区。假如在内存中，有N个区段构成一个圆形区段，我们将会有足够的空间来执行积之和的运算。每次运算后，新进的数据会将最旧的资料给取代掉。这样的话，内存内永远都是最近的Ｎ个取样的数据，这个方法不仅解决了延迟线的问题，而且也解决了占用过多内存的问题，所以，这是一个非常有效率的方法。
图2 环形缓冲区 但是，很不幸的，环形内存在实际上是不存在的组件。然而，我们可以使用软件控制的方法，将实际的内存仿真成环形内存。 为了藉由软件去实现环形缓冲区，我们必须先设定这块区域的起始位置和结束位置供环形内存使用。并使用第三个指位器来存取这个范围的数据。每次当存取指位器改变时，我们就将指位器的数值和起始位置指位器及结束位置指位器做比较。不论存取指位器在增加或减少时经过结束位置指位器，就将它的数值设定为起始地址的数值。如此，环形缓冲器就可以正确地在标准的内存上被实现。 这个方法优点，如同前面所说的，可以将内存做很有效率的使用。而他的缺点是需要额外的时间去做这个结构的仿真。这样会使得他的效率降低，除非，你使用较快速的处理器，但是，所花费的成本也会因而提高。 ‘C5x中的环形缓冲区 'C5X提供了一个环形寻址法的功能，可以解决在软件仿真时，所造成的效率损失。它提供了两个可以为任何容量的环形缓冲区。它是由内存映像缓存器中的CBSR 及CBER来指向环形缓冲区的起始位置及结束位置，另外，定义一个辅助缓存器(ARn)用来做存取指位器，我们可以经由下图来了解它。 图3 ‘C5x的环形缓冲区 要注意是，环形缓冲区的硬件是工作在一个特别的状况下。简单叙述如下，当所选择的ARn的数值等于CBER的数值时，任何ARn的改变都会使的处理器将CBSR的数值加载 ARn。也就是说，当ARn=CBER时，无论下一步ARn是增加或者是减少，处理器都会将ARn 设定为CBSR的数值。注意！这个方法只能用在ARn和CBER的数值互相吻合时。假如ARn 跳过结束地址时，两者之间没有吻合，也就是它并没有停在结束地址上面，那么，ARn 的数值就不会被设定为起始位置。此时，这个组件就不会正常工作了。因此，在设定步进的数值时要小心，如果你不是设定为一，那你就要小心这个情形的发生。 涟波缓冲区 在C5X中，我们也可以使用别种型式的缓冲区，那就是涟波缓冲区。涟波缓冲区就是将延迟线的数值放入一个直线中。每当执行一次运算后，数据就被以涟波的方式从一个位置移到另一个位置，如同讯号流程图所展现的方式。 但是在使用标准的处理器来实现它时，耗费在搬移数据的时间是相当可观的。对一个滤波器的每一级来说，它都需要使用LOAD以及STORE运算。在‘C5x中，是把每一个 LOAD和STORE运算结合成DMOV指令。用法如下： DMOV <dma> 数值是从<dma>的位置被搬移到<dma>+1的位置。这个指令并不会在运算过程中影响到累加器和<dma>的数值。 这个方法还能更有效率的完成延迟线的工作，因为DMOV指令可以和LTA（load the temporary register and accumulate)指令结合成LTD指令，用法如下： LTD <dma> 在LTD，MACD，及MADD指令中均包含有DMOV这个功能。 DMOV指令只在记忆区块0-2设定为数据存储器时才会去执行。假如你尝试要将用 DMOV用在外部内存的话，结果将会是，该位置的数据会被读取，但是写入的动作却不会被执行。 最后要注意的是，每当你要使用涟波缓冲器时，你必须要从最旧的数值处理到最新的数值。如果你是由最新的数值处理到最旧的数值的话，那么，这个过程就无法实现延迟的功能了，你所做的只是，复制最新的数值到整个延迟线而已。 环形缓冲器和涟波缓冲器的比较 在前面所介绍的方法中，哪一个才是用来实现延迟线最好的方法呢?涟波缓冲器所使用的场合是，当需要使用标准的延迟线而且记忆区块0-2被用来存放数据时。而当需要非标准延迟线时(如：在重新计算FIR系统输出时输入了大量的数据)，或者是使用了外部内存时，你就要选择环形缓冲器。 |
