基于Scade Suite的数字滤波器设计

李　珅（中国电子科技集团公司第二十研究所,西安710068）

基于Scade Suite的数字滤波器设计

李珅
（中国电子科技集团公司第二十研究所,西安710068）

ScadeSuite是一种基于模型的软件设计工具，具有软件开发周期短、代码调试测试方便等优点。本文提出了一种防抖动数字滤波器的设计方案，并介绍了这种滤波器在ScadeSuite环境下的框架设计及个主要模块之间和模块内部的逻辑关系。

ScadeSuite；数字滤波器设计；软件代码开发

随着软件业的不断发展，软件代码开发量越来越大，软件文档编写，软件测试、认证等工作大大延长了软件开发周期。

ScadeSuite是一种经过DO-178B认证的，基于模型的软件设计工具，它同时集成了代码生成、设计文档生成、用例测试等功能。使用这种工具不但可以节省代码和设计文档编写的时间，而且生成的代码和文档直接满足DO-178B认证的要求，从而大大缩短了软件开发周期和认证周期。

本文介绍了使用ScadeSuite6.3.1实现一个数字滤波器的方法。

1　数字滤波器模型

数字滤波器的模型如下图1：

比较选择模块根据它存储的50个历史数据判断输入数据是否为奇异值，判断依据为：如果输入数据超出以50个历史值为中心的门限（门限为均值的0.5倍和1.5倍），则为奇异值，如果输入数据落入门限内则为正常值。如果输入数据为正常值，比较选择模块直接输出输入数据，将本次输入数据存入历史值数组中，并将连续预测计数模块计数值清零；如果输入数据为奇异值，比较选择模块输出上一个正常值，并将连续异常计数模块加1，当连续预测的次数到达门限值（20次）时，复位比较选择模块和平滑滤波模块。

平滑滤波模块是一个长度为20的滑窗滤波器，每次有新数据到来时将数据存入缓存并输出均值。

2　滤波器的实现

2.1系统模型

2.1.1接口

本系统有一个输入值和一个输出值，在SCADESuite中定义如下图2：

由图可见，FilteDDM模块的接口有两个变量ddm和ddm20，其中ddm为输入值，ddm20为输出值，两个变量都是real型。

2.1.2模型

系统模型如下图3：Filter50Control为比较选择模块，它有两个输出，一个是选择之后的输出值（real类型），另一个是当前输入数据的状态（Filter50State类型）。由图3可见，Filter50Control输出的Filter50State类型变量发送给连续异常计数模块（ErrorCounter）；输出的real型变量发送给平滑滤波模块（Filter20Control）。连续异常计数模块的输出可以重置比较选择模块和平滑滤波模块。

2.2比较选择模块模型

2.2.1接口

比较选择模块有一个输入和两个输出接口，定义如下图4：

ddm为输入数据，ddm_f为选择输出的结果，FilterState为输入数据类型（正常值或奇异值）。

2.2.2模型

比较选择模块模型如下图5：

ddm数据直接传送给选择器（Filter_50）进行数据选择，同时选择器给出数据状态（FilterState）和数据选择结果（ddm_f）。array50是一个数组变量，存储50个历史数据，由上一个循环的输出作为下一循环的输入。

2.3连续异常计数模块

2.3.1接口

连续异常计数模块接口如下图6：

输入State表示当前输入数据状态，输出control是重置比较选择模块和平滑滤波模块的信号，为true时重置这两个模块，为false时不重置。

2.3.2模型

连续异常计数模块模型如图7：

收到Filter50Control模块发送的State信号后，判断State是normal还是odd，如果是normal则计数器（counter）清零；如果是odd则计数器加1，计数器的输出与连续异常门限（FilterResetThreshold）比较，如果计数超出门限值则输出true信号用于重置比较选择模块和平滑滤波模块；否则输出false。

2.4平滑滤波模块

2.4.1接口（见图8）

2.4.2模型（见图9）

输入数据（ddm_f）经平滑滤波器处理得到ddm_s作为输出数据。Array20是一个20长度的数组，存储20个历史数据，由上一循环的输

出作为下一循环的输入。

3　结束语

本文介绍了一种在ScadeSuite6.3.1环境下实现数字滤波器的方法，经真实数据测试该滤波器效果较好，输出数据抖动较输入数据有明显减小。本次设计过程充分体现了ScadeSuite的优势：软件模块划分清晰，开发周期短，文档生成迅速完整。在以后的软件发工作中，ScadeSuite可能会发挥能大的作用。

[1]EsterelTechnologies.ScadeLanguagePrimer,2012.3.22.

[2]EsterelTechnologies。LibrariesManual,2009.7.9.

李珅（1981—），男，陕西耀县人，硕士研究生，工程师，软件项目负责人，数字信号处理。