高階FIR濾波器的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與FPGA實(shí)現(xiàn)

如果設(shè)計(jì)指標(biāo)不滿(mǎn)足，則可通過(guò)調(diào)整濾波器參數(shù)直至滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
2．2 利用QuartusⅡ進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真
對(duì)Matlab產(chǎn)生的FIR濾波器抽頭系數(shù)，用QuartusⅡ進(jìn)行仿真。QuartusⅡ軟件是Altera公司主推的FGPA設(shè)計(jì)軟件，是集設(shè)計(jì)輸入、編譯、綜合、仿真、布線(xiàn)、下載于一體的設(shè)計(jì)軟件。由于Matlab產(chǎn)生的濾波器抽頭系數(shù)為小數(shù)，根據(jù)工程需要將其轉(zhuǎn)換為18位二進(jìn)制系數(shù)使用。過(guò)程如下：
由Matlab產(chǎn)生的FIR數(shù)字濾波器系數(shù)如下：

按第2．3節(jié)提出的方法在QuartusⅡ中完成FIR濾波器的設(shè)計(jì)，通過(guò)編譯綜合功能對(duì)設(shè)計(jì)文件進(jìn)行編譯和綜合，然后生成頂層模塊，見(jiàn)圖7。

通過(guò)QuartusⅡ的波形仿真功能，對(duì)其進(jìn)行波形仿真并進(jìn)行定量分析。波形仿真如圖8所示。其中，cp50為系統(tǒng)時(shí)鐘，由它控制輸入信號(hào)xin_data的輸入速率(本例為2 MHz)。data_result為濾波器未經(jīng)取高位處理的乘加結(jié)果；data_result_out，為最終濾波輸出結(jié)果。經(jīng)驗(yàn)證，data_result與Matlab的運(yùn)算結(jié)果一致，data_result可滿(mǎn)足工程精度的要求。

3 結(jié)語(yǔ)
本文在結(jié)合Matlab和FPGA軟件QuartusⅡ的基礎(chǔ)上，完成了一種基于LPM參數(shù)化宏功能模塊的FIR濾波器設(shè)計(jì)，該法是基于工程實(shí)際應(yīng)用提出的，它對(duì)信號(hào)處理速率的要求不高，但對(duì)濾波器的階數(shù)較高。當(dāng)設(shè)計(jì)指標(biāo)改變，只需調(diào)整各模塊的參數(shù)，即可完成新的設(shè)計(jì)，該法已應(yīng)用在實(shí)際工程中。