基于FPGA实现线性FIR数字滤波器.doc

摘要在宽带信号处理中常常利用目标回波的频谱特性进行目标检测和分类为了保证其准确性对接收到的回波必须进行频谱分析。实际上常用的方法是通过滤波器组进行处理的。因此在设计上采用同一结构的FIR滤波器通过调整参数实现不同频率段的滤波。根据FIR滤波器可以很方便地实现线性相位的特性和稳定性在设计中提出了一种采用现场可编程门阵列器件(FPGA)实现线性FIR数字滤波器利用分布式算法的并行处理的高效的特点对于在FPGA中实现FIR滤波器的关键——乘加运算给出将乘加转化为查找表结构实现乘法器并利用多级流水线方式实现运算。降低了对查找表的存储容量的需求并且不影响系统的速度。用VHDL语言编写了程序。关键词：有限冲击响应滤波器现场可编程门阵列器件查找表分布式流水线目录一.绪言-------------------------------------------------------------11.1课题背景-------------------------------------------------------11.2课题研究的目的和意义-------------------------------------------2二.滤波器设计原理---------------------------------------------------32.1滤波器的基本概念-----------------------------------------------32.1.1滤波原理--------------------------------------------------32.1.2滤波器的分类-----------------------------------------------42.1.3数字滤波器结构的表示方法-----------------------------------52.2有限冲击响应(FIR)滤波器的基本概念-----------------------------62.2.1有限冲击响应(FIR)滤波器的特点------------------------------6三.FIR数字滤波器的设计思路------------------------------------------83.1线性相位FIR滤波器特点----------------------------------------83.1.1单位冲击响应h(n)的特点------------------------------------83.1.2线形相位的条件--------------------------------------------83.2.线性相位FIR滤波器的设计--------------------------------------93.2.1设计基础--------------------------------------------------93.2.2流水线技术的应用-------------------------------------------93.2.3分布式算法的运用------------------------------------------103.2.4采用查找表结构--------------------------------------------113.2.5采用FPGA来实现-------------------------------------------13四.系统的设计与实现------------------------------------------------154.1滤波器的设计指标----------------------------------------------154.2系统具体实现步骤---------------------------------------------154.2.1计算FIR数字滤波器的滤波系数------------------------------154.2.2FIR数字滤波器的VHDL实现---------------------------------184.2.2.1概要-------------------------------------------------194.2.2.2详细说明----------------------------------------------204.2.2.3输出数据分析------------------------------------------28五.总结-----------------------------------