Из 64 бит floating point -> 16 bit fixed point, Имплементация алгоритма на реальной системе Опции

[Саша Z]

Что-то похожее кажется уже спрашивал на форумах, по моему до конкретики не дошло...
Имеется алгоритм обработки сигнала, исползуются различные фильтры (банк фильтров - один длинный FIR и много коротких простых IIRов второго порядка). Система рассчитана и просимулирована в Матлабе, теперь нужно имплементировать на 16-bit, fixed point DSP. Матлаб ессно вычислает в 64 бита floating point, т.е. коеффициенты фильтров имеют до 15 десятичных знаков после запятой что дает практически абсолютную точность - нет проблем. Однако, при переводе на 16 бит - имеем 4 десятичные цифры на все-провсе, т.е. проблема квантизации, плюс fixed point.
Вопросы:

1. Для подгонки под данного типа DSP, беру рассчетные (в Матлабе) коеффициенты, умножаю их на 10^3 после чего делаю round на результат. Таким образом получаю целые числа размером до 4 десятичных цифр которые и намереваюсь использовать как коеффициенты фильтров. После обработки делю результаты на 10^3. Так ли в реальной практике "сражаются" с переводом рассчетных параметров из Матлаба на 16-битные, fixed point процессоры ?

2. В процессе рутин фильтрации возможны overflow промежуточных и конечного результатов. Как боремся с этим ? Проверяем ли на overflow condition каждые промежуточные результаты ? Если да, и в случае обнаружения overflow - просто обрезаем результат на максимально-допустимое число (для данной разрядности данных) или предварительно делаем scaling ? Кроме того, насколько понял может потребоваться scaling входных и выходных сигналов во избежание overflow ? Каким образом это делаем ?

Спасибо.

[Stanislav]

1. Для подгонки под данного типа DSP, беру рассчетные (в Матлабе) коеффициенты, умножаю их на 10^3 после чего делаю round на результат. Таким образом получаю целые числа размером до 4 десятичных цифр которые и намереваюсь использовать как коеффициенты фильтров. После обработки делю результаты на 10^3. Так ли в реальной практике "сражаются" с переводом рассчетных параметров из Матлаба на 16-битные, fixed point процессоры ?

Я почти так же делаю. Только коэффициенты сначала нормализую в смысле максимального модуля значения. То есть, умножаю их на такое число, чтобы максимальный или минимальный к-т были по модулю равны 32767 или -32768. После вычисления выходного отсчёта он домножается на обратное число. Потеря точности при таком подходе получается минимальной. Этот способ годится для КИХ-фильтров; для БИХ - не знаю, подумать надо, как отмасштабировать...
Впрочем, иногда достаточно просто "сдвинуть" к-ты (домножить на степень 2), а потом вых. отсчёт, в противоположную сторону. Это гораздо проще...

2. В процессе рутин фильтрации возможны overflow промежуточных и конечного результатов. Как боремся с этим ? Проверяем ли на overflow condition каждые промежуточные результаты ? Если да, и в случае обнаружения overflow - просто обрезаем результат на максимально-допустимое число (для данной разрядности данных) или предварительно делаем scaling ? Кроме того, насколько понял может потребоваться scaling входных и выходных сигналов во избежание overflow ? Каким образом это делаем ?

У DSP, как правило, есть "запасные" разряды аккумулятора, именно для того, чтобы избегать переполнения. А также режим "насыщения" (saturation), который при переполнении сохраняет хотя бы знак числа.