26、实时操作系统与数字信号处理在Cortex - M微控制器中的应用

实时操作系统与数字信号处理在Cortex - M微控制器中的应用

1. 数字信号处理（DSP）处理方式

在数字信号处理中，有两种主要的处理方式：流处理和块处理。

1.1 流处理

流处理中，每个采样值都会被单独处理。这种方式具有最低的信号延迟和最小的内存需求。但缺点是，数字信号处理（DSP）算法会消耗更多的处理器周期。每次进行模数转换器（ADC）转换时，都必须运行DSP算法，这可能会与其他高优先级中断例程产生冲突。

1.2 块处理

块处理则是将多个ADC结果存储在一个缓冲区中（通常约32个样本），然后将这个缓冲区作为一个数据块由DSP算法进行处理。这样可以减少DSP算法的运行次数。块处理还能很好地与微控制器的直接内存访问（DMA）单元和实时操作系统（RTOS）集成。不过，块处理会引入更多的信号延迟，并且比流处理需要更多的内存。对于大多数应用来说，块处理是首选方式。

下面是两种处理方式的对比表格：
| 处理方式 | 信号延迟 | 内存需求 | 处理器周期消耗 | 与DMA和RTOS集成 |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| 流处理 | 低 | 小 | 多 | 差 |
| 块处理 | 高 | 大 | 少 | 好 |

2. 块处理的FIR滤波器实现

2.1 项目操作步骤

我们可以通过CMSIS - DSP函数来实现一个有限脉冲响应（FIR）滤波器，具体步骤如下：
1. 打开Pack安装程序。
2. 选择“Boards::Designers Guide