第六十章：讲解

  “我们遇到的核心难题，主要是两个。”王研究员继续介绍，语气变得严肃起来，“一是如何在有限的cpu时间和內存资源下，完成多通道数据的实时採集和初步数字滤波，保证不丟数，响应及时。二是如何有效抑制现场的工频干扰，提高信號信噪比。我们尝试了几种滤波算法，要么计算量太大，实时性保证不了；要么效果不理想，干扰滤不乾净。”

  他顿了顿，目光看向陆沉，语气带上了几分考较和期待：“陆沉同学，我听张老师转达了你的思路，特別是关於改进型递推平均滤波结合限幅，以及简化自適应陷波的想法，很有启发性。你能……结合这块实际的板子，再具体说说你的设想吗？比如，如果让你来安排这个板子上的软体任务，你会怎么分配时间和资源？你的那个滤波算法，具体参数怎么定？怎么保证在z80上高效运行？”

  问题很具体，很直接，直指核心。

  房间里所有人的目光都集中在了陆沉身上。

  张老师有些紧张地看著他。

  吴涛和周倩也好奇地等待这个小天才如何回答。

  陆沉没有立刻回答。

  他先走近实验桌，更仔细地看了看那块数据採集板，又看了看旁边示波器上正在显示的、带有明显50hz工频纹波的模擬信號波形。

  然后，他转过身，面向王研究员和李主任，声音清晰，语速平稳：

  “王老师，李主任，我的想法是基於几个前提。第一，明確係统最核心的实时性要求是定时採集不丟点，初步处理不掉队，上传可以稍有缓衝。第二，z80的资源必须极致利用，避免任何不必要的计算和內存访问。”

  他走到旁边一块白板前（上面还残留著一些电路公式），拿起笔，开始边画边说。

  “任务调度，我认为可以基於一个简单的、非抢占式的优先级循环。最高优先级给定时器中断，严格定时触发ad转换。转换完成中断优先级次之，负责读取ad结果，存入双缓衝队列。主循环以较低优先级运行，从队列取数，进行递推平均滤波和限幅判断。滤波窗口大小可以根据信號变化率和噪声水平预先测定，比如取8点或16点，用移位代替除法，提高速度。限幅閾值根据信號正常波动范围设定。”

  他在白板上画出任务框图和数据流，標註优先级和缓衝队列。

  “针对工频干扰，完整的自適应陷波在z80上负担太重。我设想在系统初始化时，根据预设的工频（50hz），计算出一个固定的陷波器係数，烧录在eprom里。实际运行时，直接调用这个固定係数的滤波环节。虽然无法跟踪工频微小波动，但能抑制大部分固定频率干扰。可以將这个固定陷波作为可选环节，根据现场干扰情况由上位机配置是否启用。”

  他又画了简单的滤波器结构示意图。