在 C 标头中存储滤波器系数列表的最简洁方法

Question

我有许多（约 100 个左右）滤波器系数，借助一些 Matlab 和 Excel 计算出来，我想将其转储到 C 头文件中以供一般使用，但我不确定最好的是什么这样做的方法是。我是这样开始的：

#define BUTTER 1
#define BESSEL 2
#define CHEBY 3
#if FILT_TYPE == BUTTER
    #if FILT_ROLLOFF == 0.010
        #define B0 256
        #define B1 512
        #define B2 256
        #define A1 467
        #define A2 -214
    #elif FILT_ROLLOFF == 0.015
        #define B0 256
        #define B1 512
// and so on...

但是，如果我这样做并将它们全部放入标头中，我需要先在源代码中设置条件（FILT_TYPE，FILT_ROLLOFF）包括它，这看起来有点令人讨厌。更重要的是，如果我有 2 个以上不同的滤波器需要不同的滚降/滤波器类型，它将无法工作。我可以在该系数文件中#undef我的5个系数（A1-2，B0-2），但必须插入埋在代码中的#include似乎仍然是错误的。

编辑： 这是针对具有非常小的 (2-4K) 代码空间的嵌入式 8 位处理器。我似乎无法通过将它们存储到结构数组中来实现这一点，因为它消耗的空间是不可接受的。即使将它们全部声明为常量，我的编译器也不会“优化它们”，因此我留下了超过 1.2K 的额外二进制数据。

以下内容不起作用。

typedef struct { 
    int16_t b0, b1, b2, a1, a2;
} filtCoeff;

const filtCoeff butter[41] = {
    {256,512,256,467,-214},
    {256,512,256,444,-196},
    {255,512,255,422,-179},
    // ...
};
const filtCoeff bessel[41]  // ...

Answer 1

将滤波器系数放入结构体数组中。我不必担心头文件，只需将数组指针的声明放在 .h 文件中，并在链接的特定 .c 文件中定义它们。

Answer 2

您可以使用标记串联将它们作为宏的参数。

#define BUTTER 1
#define BESSEL 2
#define CHEBY 3

#define ROLLOFF_0_010 1
#define ROLLOFF_0_015 2

// BUTTER, ROLLOFF_0_010
#define B0_11 256
#define B1_11 512
#define B2_11 256
#define A1_11 467
#define A2_11 -214

// BUTTER, ROLLOFF_0_015
#define B0_12 256
#define B1_12 512
// ...

#define B0_(type, rolloff) (BO_##type##rolloff)
#define B1_(type, rolloff) (B1_##type##rolloff)
#define B2_(type, rolloff) (B2_##type##rolloff)
#define A1_(type, rolloff) (A1_##type##rolloff)
#define A2_(type, rolloff) (A2_##type##rolloff)

/*
 * This two level define is so that the parameters to these macros
 * get run through the macro process.   That is, B1_(BUTTER, ROLLOFF_0_010) 
 * evaluates as B1_BUTTERROLLOFF_0_010, while B1(BUTTER, ROLLOFF_0_010)
 * evaluates as B1_11 and thus as 256.
 */

#define B0(type, rolloff) B0_(type, rolloff)
#define B1(type, rolloff) B1_(type, rolloff)
#define B2(type, rolloff) B2_(type, rolloff)
#define A1(type, rolloff) A1_(type, rolloff)
#define A2(type, rolloff) A2_(type, rolloff)

B1(BUTTER, ROLLOFF_0_015) 现在相当于 512。然后你可以构建任何更复杂的东西作为宏。例如：

#define CROSSPRODUCT(type, rolloff, values) \
    B0(type, rolloff) * ((values)[0]) + \
    B1(type, rolloff) * ((values)[1]) + \
    ...

您还可以将代码放在另一个文件中并使用 TYPE 和 ROLLOFF。然后只需 #define TYPE 和 ROLLOFF 并包含其他文件。我想我更喜欢使用宏。