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基于FPGA的FIR滤波器实现技术研究

张树林  
【摘要】:随着社会信息化不断深入,数字信号处理技术不断发展,而滤波作为信号处理过程中重要环节,对于整个电子系统至关重要。而FIR滤波器因线性度较好而被广泛应用。在实际工程应用中,采用FPGA实现滤波器在某些方面具有其它硬件无法比拟的优势,实现过程中,为了配合整个系统,需要考虑速度、硬件资源消耗这两个问题。 本文对基于FPGA实现的FIR数字滤波器实现进行了研究,所做工作分为三个部分: 1.研究了FIR滤波器的理论及三种传统的设计方法,并研究了各种方法的优缺点和有关设计要点。 2.在大的框架下研究了滤波器两种实现方法,即基于MAC结构和基于DA结构的实现方法,MAC结构含有乘法器,而DA结构不含乘法器。MAC结构中研究了加法和乘法优化技术,它们包括并行结构加法、流水加法、简化加法器图算法,并研究了它们对资源和速度的影响,简化加法器图算法中研究了深度和加法个数对资源的影响,并给出了改进算法步骤;基于DA结构中研究了三种结构实现方法,讨论了各种的优缺点,改进结构是根据LUT输入特点进行改进的,然后研究了特例5抽头改进结构对资源与速度的影响。 3.分别采用基于乘累加结构和IP Core设计一个32阶的低通滤波器,比较二者的性能,然后通过与Matlab产生的理论波形进行比对验证算法的可靠性和有效性,并分析可能的误差来源。


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