基于FPGA的FIR数字滤波器设计论文.doc

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基于FPGA的数字滤波器设计

院系：信息科学与工程学院
专业班：通信工程1102班
姓名：羚
学号：
指导教师：周忠强王军舰

2015年5月

基于FPGA的FIR数字滤波器设计

摘要

随着公元的第二十一个世纪的到来，今天我们进入了一个科技日新月异的时代。在现代电子数字系统中，滤波器都以一个不可缺少的身份出现。其中，FIR数字滤波器又以其良好的线性特性被广泛和有针对性的大量使用。众所周知，灵活性和实时性是工程实践中对数字信号处理的基本要求。在以往使用的各种滤波器技术中，不难发现有许许多多的问题。但是，随着现代计算机技术在滤波问题上的飞跃，派生出一个全新的分支——数字滤波器。利用可编程逻辑器件和EDA技术，使用FPGA来实现FIR滤波器，可以同时兼顾实时性和灵活性。基于FPGA的FIR数字滤波器的研究势在必行。
本论文讨论基于FPGA的FIR数字滤波器设计，针对该毕业设计要做的基本工作有如下几点：
（一）掌握有限冲击响应FIR（FiniteImpulseResponse，FIR）的基本结构，研究现有的实现方法。对各种方案和步骤进行比较和论证分析，然后针对目前FIR数字滤波器需要的特点，速度快和硬件规模小，作为指导思想进行设计计算。
（二）基于硬件FPGA的特点，利用Matlab软件以与窗函数法设计滤波器。对整个FPGA元件，计划采用模块化、层次化设计思想，从而对各个部分功能进行更为详细的理解和分工设计。最终FIR数字滤波器的设计语言选择VHDL硬件编程语言。
（三）设计中的软件仿真使用Altera公司HYPERLINK"://baike.baidu/view/3317625.htm"\t"_blank"的综合性PLD开发软件QuartusII，并且利用Matlab工具进行对比仿真，在仿真的过程中，对比证明，本论文设计的滤波器的技术指标已经全部达标。

关键词：数字滤波器Matlab可编程逻辑元件模块化算法

BasedOnFPGADesignOfFIRDigitalFilters

Major：ElectronicAndInformationEngineeringDepartment（InformationEngineering）

Student:YangChengjieSupervisor:FengLiu

Abstract

Aswehaveenteredthetwentyfirstcentury，ourtechnologyischangingcontinuouslywiththetimes.Inthemodernelectronicdigitalsystems，filtersareindispensable.Amongthem，theFIRdigitalfiltersarewidelyusedwiththeexcellentlinearcharacteristic.Asiswell-knowntousall，flexibilityandreal-timequalityarethebasicrequirementsindigitalsignalprocessingofengineeringpractice.Sincewehaveusedavarietyoffiltertechnologyinthepast，itisnotdifficultforustofindmanyproblemsinit.Moreover，withthedevelopmentofmoderncomputertechnologyinfilter，anewbranch-digitalfilterhasderived.WemakeuseoftheprogrammablelogicdevicesandEDAtechnology，togetherwiththeFPGAtodesigntheFIRfilter，whichisreal-timeandflexible.Inanutshell，itisimperativetodotheresearchintheFIRdigitalfiltersbasedonthetechnologyofFPGA.
ThisthesisisfocusedonthedesignoftheFIRdigitalfiltersbasedonthetechnologyofFPGA.Severalpointsareworthmentioninghere:
(1)TounderstandandmasterthebasicstructureofthelimitedshockResponseFIR(FiniteImpulseResponse，FIR)，researchex