非遞歸數(shù)字濾波器(FIR)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，F(xiàn)IR數(shù)字濾波器以其良好的線性特性被廣泛使用，屬于數(shù)字信號處理的基本模塊之一。在工程實踐中，往往要求對信號處理要有實時性和靈活性，而已有的一些軟件和硬件實現(xiàn)方式則難以同時達到這兩方面的要求，面臨著很多挑戰(zhàn)，其中四個主要的問題是:速度、設(shè)計規(guī)模、功耗和開發(fā)周期。隨著可編程邏輯器件和EDA技術(shù)的發(fā)展，使用FPGA來實現(xiàn)FIR濾波器，既具有實時性，又兼顧了一定的靈活性，越來越多的電子工程師采用FPGA器件來實現(xiàn)FIR波器。<

2、br>　　 FIR數(shù)字濾波器被應用廣泛，所以它的優(yōu)化設(shè)計一直受到廣大學者和工程人員的關(guān)注。
　　 本文對基于FPGA的FIR數(shù)字濾波器優(yōu)化實現(xiàn)進行了研究。本論文所做的工作如下:
　　 1、學習和研究了采用分布式算法實現(xiàn)FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計方法。提出了基于CSD編碼FIR濾波器的FPGA設(shè)計方案，來實現(xiàn)對數(shù)字濾波器的優(yōu)化。CSD編碼表示法具有三重值，可以降低非零元素的數(shù)量，在運算中減少加法操作的次數(shù)，它的這種特性廣泛地

3、應用于很多學科，特別是數(shù)字組合優(yōu)化，機器學習等領(lǐng)域。十多年來，CSD編碼一般被用在純數(shù)字領(lǐng)域，并沒有真正的涉及到硬件設(shè)計中，本文嘗試將其運用到FIR數(shù)字濾波器硬件設(shè)計中，利用CSD編碼來優(yōu)化硬件設(shè)計。實驗表明，該方法的應用能提高FIR濾波器的運行性能，達到減少資源、優(yōu)化面積的目的。
　　 2、采用了硬件描述語言和自頂向下的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法，利用FPGA器件進行數(shù)字濾波器系統(tǒng)的設(shè)計，并針對乘法模塊中的溢出問題提出解決方案。最后設(shè)計

4、FIR濾波器測試電路:以FIR濾波器電路為核心，A/D轉(zhuǎn)換電路、D/A轉(zhuǎn)換電路以及系統(tǒng)配置電路等。以話音信號作為輸入信號，進行了實際濾波效果的測試。實驗系統(tǒng)的測試結(jié)果表明，和傳統(tǒng)的數(shù)字濾波器相比較具有更好的實時性、準確性、靈活性和實用性。
　　 3、FIR可重構(gòu)性設(shè)計。設(shè)計出一個FIR可重構(gòu)設(shè)計的重構(gòu)件。用戶可以在不了解CSD編碼機制的條件下，只需知道FIR的初始配置文件，就可以通過設(shè)計的重構(gòu)件來得到相應的邏輯設(shè)計。