基于FPGA的FIR数字滤波器设计.docx

FPGA技术简介现场可编程门阵列FPGA是80年代末开始使用的大规模可编程数字IC器件，它充分利用EDA技术进行器件的开发与应用。用户借助于计算机不仅能自行设计自己的专用集成电路芯片，还可在计算机上进行功能仿真和时序仿真，及时发现问题，调整电路，改进设计方案。这样，设计者不必动手搭接电路、调试验证，只需短时间内在计算机上操作即可设计出与实际系统相差无几的理想电路。而且，FPGA器件采用标准化结构，体积小、集成度高、功耗低、速度快，可无限次反复编程，因此成为科研产品开发及其小型化的首选器件，其应用极为广泛。3.1FPGA工作原理FPGA采用了HYPERLINK"https://baike.so.com/doc/922770-975331.html"\t"_blank"逻辑单元阵列LCA（LogicCellArray）这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块CLB（ConfigurableLogicBlock）、输入输出模块IOB（InputOutputBlock）和内部连线（Interconnect）三个部分。现场可编程门阵列（FPGA）是可HYPERLINK"https://baike.so.com/doc/329546-349025.html"\t"_blank"编程器件，与传统逻辑HYPERLINK"https://baike.so.com/doc/5580964-5793842.html"\t"_blank"电路和门阵列（如PAL，GAL及CPLD器件）相比，FPGA具有不同的结构。FPGA利用小型查找表（16×1RAM）来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个DHYPERLINK"https://baike.so.com/doc/5415937-7570908.html"\t"_blank"触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本HYPERLINK"https://baike.so.com/doc/922770-975331.html"\t"_blank"逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。FPGA的逻辑是通过向内部静态HYPERLINK"https://baike.so.com/doc/6261603-6475023.html"\t"_blank"存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了HYPERLINK"https://baike.so.com/doc/922770-975331.html"\t"_blank"逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程。3.2FIR滤波器特点1）采用FPGA设计ASICHYPERLINK"https://baike.so.com/doc/5580964-5793842.html"\t"_blank"电路(HYPERLINK"https://baike.so.com/doc/5466459-5704679.html"\t"_blank"专用集成电路)，用户不需要投片生产，就能得到合用的HYPERLINK"https://baike.so.com/doc/2573081-2717209.html"\t"_blank"芯片。2）FPGA可做其它全定制或半定制ASICHYPERLINK"https://baike.so.com/doc/5580964-5793842.html"\t"_blank"电路的中试样片。3）FPGA内部有丰富的HYPERLINK"https://baike.so.com/doc/5415937-7570908.html"\t"_blank"触发器和I/O引脚。4）FPGA是ASICHYPERLINK"https://baike.so.com/doc/5580964-5793842.html"\t"_blank"电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。5)FPGA采用高速CMOS工艺，HYPERLINK"https://baike.so.com/doc/6524103-6737835.html"\t"_blank"功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。同时，FPGA还存在以下五大优势。1）性能：利用硬件并行的优势，FPGA打破了顺序执行的模式，在每个时钟周期内完成更多的处理任务，超越了数字信号处理器（D