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《湘潭大学》 2009年
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基于DA算法的FIR数字滤波器设计及其FPGA实现

李书华  
【摘要】: FIR数字滤波器作为一个基本的数字信号处理功能单元,具备稳定、可实现严格线性相位响应、任意幅度和设计灵活等优点,在通信、雷达、图像及语音处理等系统中有着广泛应用。采用适合FPGA内部结构的分布式算法实现FIR滤波器既能满足工程实践中高速实时性的要求,又能节省硬件资源的消耗。 本文研究基于分布式算法的线性相位FIR数字滤波器设计及其FPGA实现,提出一种新的高阶FIR滤波器的FPGA实现方法,主要开展了如下工作: (1)在结构的选择方面,运用多相分解结构对高阶FIR滤波器进行降阶处理,对降阶后的低阶FIR子滤波器并行处理,结合流水线技术,以提高处理速度。 (2)子滤波器的实现采用分布式算法,并且针对分布式算法中查找表规模过大的缺点,我们采用多路复用器和加法器来替代查找表方式结合查找表分块技术,使得所设计的FIR滤波器的硬件规模较小。 (3)以低通FIR数字滤波器为例,对传统算法和本文提出的算法在处理速度和硬件规模上作了比较。 通过Quartus II 7.1的综合与仿真,以及在EP2S60F1020C4 FPGA目标器件上的实现结果表明,本文算法设计的FIR滤波器,在阶数为1024时硬件规模减少了8%,处理速度达到了184.5MHz,提高了15%以上。 本文的研究工作为线性相位FIR滤波器的设计与实现探索了一些新的途径和方法,具有一定的理论意义和工程应用价值。
【学位授予单位】:湘潭大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN713

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 姚海燕;基于FPGA的离子迁移谱仪数字滤波器设计[D];南京理工大学;2010年
2 邓莉;基于FPGA的水声通讯编码技术研究[D];华中科技大学;2011年
3 周颖波;基于FPGA的遗传算法流水线实现[D];湖南大学;2010年
4 王宇峰;数字下变频芯片的前端设计[D];湖南大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 刘刚 ,林志远 ,王毅增;基于流水线技术的并行高效FIR滤波器设计[J];电子技术应用;2003年07期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 姚海燕;;FIR数字滤波器设计窗函数法与频率抽样法比较[J];安阳工学院学报;2007年06期
8 于效宇;赵洪;刘艳;岳振;;一种基于F-P干涉仪的FBG解调系统信号重建算法[J];半导体光电;2009年01期
9 刘艳;赵洪;于效宇;丁倩;;一种可调线阵CCD信号采集处理系统[J];半导体光电;2009年02期
10 刘华珠;贺前华;;基于嵌入式技术的Ethernet over E1网桥系统设计[J];半导体技术;2008年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈丽容;姜湘岗;;飞行控制系统仿真建模中的计算精度分析[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
2 吴从中;黄月月;汤润森;;数字下变频技术研究与FPGA实现[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
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4 殷晓敏;徐婷婷;景为平;张华;;弛豫铁电单晶光传感器噪声的处理[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 柴黎;姚秀芳;;IIR数字滤波器设计和MATLAB实现[A];北京高教学会实验室工作研究会2009年学术研讨会论文集[C];2009年
6 杨德伟;王华;;基于FPGA实现的以太网和E1的协议转换[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
7 成少锋;李双田;;全双工免提电话中的回波抵消算法研究[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
8 王秀芳;张光华;陈雪松;;消除数字滤波器中Gibbs现象的研究[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
9 李坡;宿绍莹;陈曾平;;正交数字下变频中高速FIR滤波器实现技术研究[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
10 李恩特;李冰;;基于I2C的烟雾报警系统中接口模块的设计[A];第十届中国科协年会论文集(三)[C];2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 覃霖;基于FPGA的自适应FIR滤波器的实现[D];中国工程物理研究院;2009年
2 冷碧炎;基于FPGA的火焰温度场测试研究[D];南昌航空大学;2010年
3 高鹏;基于DSP的WiMAX自适应调制解调器的设计[D];山东科技大学;2010年
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5 琚新刚;基于SOPC技术的数字视频接口研制[D];郑州大学;2010年
6 湛雷;图像声纳数字系统软件开发与硬件设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 陈万里;基于无线传感器网络的监测系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 金光;EPIRB检测仪技术方案设计与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 刘振飞;图像预处理算法的硬件实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 曾武;用于金属密闭容器的超声通信系统研制[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李滔,韩月秋;New Architecture of Pipeline CORDIC[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);1999年01期
2 张飞军;江海河;;基于离子迁移谱的检测仪系统设计[J];传感器与微系统;2010年03期
3 薛严冰;韩雪;邵远;;基于分布式算法的FIR数字滤波器的FPGA实现[J];大连交通大学学报;2009年04期
4 陆宇鹏;邱宏安;田多华;邵立群;;基于FPGA的数字滤波器的设计与实现[J];电声技术;2008年05期
5 邓莉;徐国华;曾志林;;基于FPGA水声通讯编码的设计与实现[J];电子测量技术;2010年11期
6 潘松;CPLD/FPGA在电子设计中的应用前景[J];电子技术应用;1999年07期
7 朱冰莲;罗正岳;陈禧;;一种基于改进型CORDIC算法的数控振荡器[J];电子技术应用;2007年07期
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9 唐长文,张洁,闵昊;一种新型的高速FIR滤波器及其VLSI实现[J];电子学报;2002年02期
10 杨海钢;孙嘉斌;王慰;;FPGA器件设计技术发展综述[J];电子与信息学报;2010年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 缪理清;水声应答器的控制研究[D];华中科技大学;2009年
2 吴春英;基于FPGA的遗传算法硬件化技术的研究[D];南京航空航天大学;2004年
3 徐华;高速FPGA在远程测距中的应用[D];南京理工大学;2004年
4 何永泰;基于单片机ATmega128的嵌入式工业控制器设计[D];昆明理工大学;2005年
5 杨丽杰;基于FPGA的智能振动测试仪的研究与设计[D];东华大学;2006年
6 姜春雷;基于MPEG-4的视频压缩编码的设计与实现[D];大庆石油学院;2006年
7 刘科;数字下变频电路及其验证平台的设计与实现[D];电子科技大学;2006年
8 王脂丹;基于FPGA的遗传算法实现技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
9 闻蔚峰;基于FPGA的水声通信信标信号生成及数字滤波[D];哈尔滨工程大学;2005年
10 于鸿洲;基于DDS技术的函数波形发生器设计[D];哈尔滨理工大学;2006年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张浩亮;基于高级加密标准的图像置乱方法研究及其硬件设计[D];湖南大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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2 潘松;CPLD/FPGA在电子设计中的应用前景[J];电子技术应用;1999年07期
3 蒋亚坚,张庆雷;分布式运算单元的原理及其实现方法[J];电子技术应用;2000年02期
4 陈国骃,李文;线性相位FIR滤波器的设计[J];广东通信技术;1998年02期
5 娄景艺,王鲁平,李飚;HDLC控制协议的FPGA设计与实现[J];国外电子元器件;2005年05期
6 李玉柏,彭启琮;软件数字下变频的实现与算法分析[J];通信学报;2000年10期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘德建;郑继禹;;基于流水线技术的FIR滤波器的设计与实现[J];电测与仪表;2008年06期
2 薛严冰;韩雪;邵远;;基于分布式算法的FIR数字滤波器的FPGA实现[J];大连交通大学学报;2009年04期
3 钱慧玲;左明鑫;黄红星;谢东力;;基于FPGA的数字滤波器设计[J];大众科技;2010年10期
4 王钰桥;;FIR数字滤波器的FPGA实现[J];科学决策;2008年10期
5 张燕君;王海宝;陈泽贵;毕卫红;;基于FPGA的FIR滤波器FFT与DA算法的比较[J];电子测量技术;2008年10期
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7 黄磊;张环喜;;基于FPGA分布式算法的FIR滤波器的实现[J];软件导刊;2006年19期
8 徐华锋;赵琦;;基于FPGA的M位并行分布式算法的FIR滤波器设计[J];遥测遥控;2007年05期
9 杨海涛;靳鹏飞;;一种基于分布式算法的FIR滤波器设计与实现[J];科学技术与工程;2008年16期
10 晏金成;;基于DA算法的FIR滤波器的FPGA实现[J];现代计算机(专业版);2010年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 金卫;陈长龄;;基于FPGA的FIR和IIR数字滤波器的设计[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
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3 张健;孙辉先;陈晓敏;安军社;;反熔丝FPGA的可靠性设计措施[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
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6 肖松;李跃华;张金林;;基于FPGA局部动态可重构的抗SEU容错系统研究[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
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8 王玮;钱伟康;应怀樵;;基于FPGA的PXI高速数据采集系统硬件设计[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
9 钱伟康;梁利娟;王丽丽;;一种基于FPGA的CAN总线船舶监控系统[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
10 杨学友;叶振忠;刘常杰;李博文;;一种高速智能化视觉传感器设计[A];第三次全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 海英;赛灵思发布新型FPGA芯片方案[N];人民邮电;2009年
2 ;实现FPGA产品差异化[N];中国电子报;2011年
3 ;FPGA为消费电子提供安全保证[N];中国电子报;2011年
4 本报记者 赵艳秋 冯晓伟 冯健;FPGA:市场应用广 门槛需降低[N];中国电子报;2009年
5 本报记者 冯晓伟;FPGA格局难改 新兴企业胜算几何?[N];中国电子报;2009年
6 ;异步架构FPGA实现业界最高速度[N];中国电子报;2009年
7 ;突破功耗和成本限制设计中国需要的FPGA[N];中国电子报;2009年
8 ;通信仍是FPGA最大市场[N];中国电子报;2009年
9 本报记者 梁红兵;赛灵思:降低FPGA应用门槛[N];中国电子报;2010年
10 华北光电技术研究所 刘刚;FPGA+DSP升级热像设计[N];中国电子报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 薛晓勇;新型存储器在FPGA中应用的关键技术研究[D];复旦大学;2011年
2 张承畅;多FPGA系统的关键问题及应用研究[D];重庆大学;2011年
3 李鹏;基于元构件的FPGA硬件构件设计技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
4 余慧;时分交换的新型FPGA互连结构研究[D];复旦大学;2011年
5 章淳;针对FPGA复杂可编程逻辑单元的快速布尔匹配方法研究[D];复旦大学;2011年
6 黄建;入侵检测系统中字符串匹配算法与实现[D];华中科技大学;2008年
7 谢丁;FPGA互连结构评估系统研究与实现[D];复旦大学;2011年
8 王骞;基于SOPC的平板显示技术中几个关键问题的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
9 王忠明;SRAM型FPGA的单粒子效应评估技术研究[D];清华大学;2011年
10 廖永波;SOC软硬件协同方法及其在FPGA芯片测试中的应用研究[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李登峰;基于FPGA和DSP的数字滤波器设计[D];南京理工大学;2004年
2 臧睿;FPGA中布局布线后仿真的实现算法[D];西安电子科技大学;2010年
3 徐国培;基于LUT的FPGA工艺映射算法的设计与实现[D];西安电子科技大学;2009年
4 李相雨;基于LUT的FPGA时序分析及后仿真实现[D];西安电子科技大学;2009年
5 王大磊;超分辨测向的快速实现研究[D];解放军信息工程大学;2010年
6 王文权;基于一阶矩的DFT的FPGA实现[D];华中科技大学;2011年
7 何伟;SRAM型FPGA单粒子故障传播特性与测试方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
8 徐锋;星载SAR高速FPGA预处理板的研制[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2004年
9 周志娟;相移波束形成的FPGA实现[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 许冲;激光脉冲定距算法研究与FPGA实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
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