[发明专利]一种基于Julia语言的数字滤波器仿真系统、方法及设备

说明书

本发明公开了一种基于Julia语言的数字滤波器仿真系统、方法及设备，该系统包括：数字滤波器功能模块，用于基于Julia语言编程器构建数字滤波器的存储结构、将数据处理和状态更新操作进行模块化，得到初始化模块、重置模块和步进模块；交互模块，用于根据所述数字滤波器的参数输入、实时数据输入调用所述初始化模块、所述重置模块和所述步进模块进行状态集合更新以及仿真结果显示。本发明解决了现有技术难以满足专业用户使用Julia语言编程和直观用户交互来实现对数字滤波器进行设计和仿真的问题。

技术领域

本发明涉及数字滤波器仿真技术领域，尤其涉及一种基于Julia语言的数字滤波器仿真系统、方法及设备。

背景技术

Julia语言是一个面向科学计算的高性能动态高级程序设计语言，其性能可与传统的静态类型语言媲美。Julia语言在高性能计算(HPC)领域得到较多的应用。然而，面向以时序和状态转移为特征的数字信号处理(DSP)领域，特别在数字滤波器的设计和仿真方面，尚缺乏一套基于Julia的状态表征、步进计算、数据传递和用户交互的实现机制和方法。相关领域的用户无法基于Julia语言对数字滤波器进行快速原型、仿真调试和直观交互。

发明内容

本发明提供了一种基于Julia语言的数字滤波器仿真系统、方法及设备，解决了现有技术难以满足专业用户使用Julia语言编程精确描述数字滤波器及其寄存器的离散特性和状态转移特性，并基于直观用户交互来实现对数字滤波器进行设计和仿真的问题。

一种基于Julia语言的数字滤波器仿真系统，包括：

数字滤波器功能模块，用于基于Julia语言编程器构建数字滤波器的存储结构、将数据处理和状态更新操作进行模块化，得到初始化模块、重置模块和步进模块；

交互模块，用于根据所述数字滤波器的参数输入、实时数据输入调用所述初始化模块、所述重置模块和所述步进模块进行状态更新以及仿真结果显示。

在本发明的一种实施例中，所述数字滤波器功能模块具体用于：基于Julia科学计算语言，选择可变结构体存储数字滤波器的属性，所述数字滤波器的属性分为公有属性和私有属性；对用户提供接口以使所述用户对所述公有属性进行操作；所述私有属性包括的属性中除了状态属性对用户暴露，其余属性均不对用户暴露，所述私有属性用于存储对输入数据仿真时的中间状态值。

在本发明的一种实施例中，所述数字滤波器功能模块包括模块化后得到的初始化模块、重置模块和步进模块；所述初始化模块用于在生成数字滤波器结构体对象后，在仿真前依据可视化界面输入参数对数字滤波器的必要属性进行初始化；所述重置模块用于重置数字滤波器结构体对象的某些属性值；所述步进模块用于根据输入数据和生成的数字滤波器进行仿真操作，所述仿真操作可以单步执行或者批次执行，批次执行时仿真输出结果为全部单步执行结果的全量输出，且默认为所有数据的叠加态。

在本发明的一种实施例中，所述交互模块还包括：通信子模块，用于通过Qt信号槽机制实现子线程与主界面所在线程的数据通信；可视化子模块，用于将数字滤波仿真结果显示在可视化界面中。

一种基于Julia语言的数字滤波器仿真方法，包括：

基于Julia语言将数字滤波器进行模块化，确定模块化后的每个模块对应的Julia数字滤波函数；

基于Qt/C++框架构建交互模块；

接收在所述交互模块中输入的数据，调用所述Julia数字滤波函数对所述数据进行处理，将处理结果在所述交互模块中进行可视化显示。

在本发明的一种实施例中，所述基于Julia语言将数字滤波器进行模块化，确定对应的Julia数字滤波函数，具体包括：基于定义的数字滤波器的存储结构，生成数字滤波器结构体对象；基于所述数字滤波器结构体对象确定初始化函数；基于所述数字滤波器结构体对象确定重置函数；基于所述数字滤波器结构体对象确定步进函数。