FIR フィルターのアルゴリズムはありますが、浮動小数点です: C プログラミングでの FIR フィルターの実装
この仕様の固定小数点アルゴリズムが必要な場合、どうすればよいですか?
FIR フィルターは、標準入出力を介して Q7 形式で 8 ビットの固定小数点数を送受信します。測定された時間 (ティック数) も 16 進形式で出力することを忘れないでください。前のセクションで示したガイドラインに従って、プログラムは getchar() を呼び出して Q7 値を読み取る必要があります。Q7 値を書き込むために putchar() を呼び出す必要があります。
係数は
c0=0.0299 c1=0.4701 c2=0.4701 c3=0.299
また、固定小数点アルゴリズムの場合、固定小数点数に対して独自の乗算を実装する必要がありますよね?
構造体のようなfixepdpoint番号を保存する必要がありますか
struct point
{
int integer;
int fraction;
};
シフトを使用して番号付けを実装する必要がありますか?具体的にはどのようにしますか?
数値は 32 ビットなので、以下のようにシフトを記述できますか?
#define SHIFT_AMOUNT 16 // 2^16 = 65536
#define SHIFT_MASK ((1 << SHIFT_AMOUNT) - 1)
では、乗算アルゴリズムを 1 つ実装してから、FIR アルゴリズム自体を実装する必要があると思いますか? あれは正しいですか？手伝って頂けますか？
アップデート
anser のようなプログラムをコンパイルして実行しましたが、予期しない出力が得られます。
#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;
}
出力が正しく計算されないのはなぜですか? また、1 つの入力の後に出力が複数回書き込まれるのはなぜですか?
アップデート
固定小数点 FIR フィルターを作成してみましたが、アルゴリズムが 100% 正しくない可能性があります。
#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');
}