高階FIR濾波器的計算機設(shè)計與FPGA實現(xiàn)

如果設(shè)計指標不滿足，則可通過調(diào)整濾波器參數(shù)直至滿足設(shè)計要求。
2．2 利用QuartusⅡ進行設(shè)計和仿真
對Matlab產(chǎn)生的FIR濾波器抽頭系數(shù)，用QuartusⅡ進行仿真。QuartusⅡ軟件是Altera公司主推的FGPA設(shè)計軟件，是集設(shè)計輸入、編譯、綜合、仿真、布線、下載于一體的設(shè)計軟件。由于Matlab產(chǎn)生的濾波器抽頭系數(shù)為小數(shù)，根據(jù)工程需要將其轉(zhuǎn)換為18位二進制系數(shù)使用。過程如下：
由Matlab產(chǎn)生的FIR數(shù)字濾波器系數(shù)如下：

按第2．3節(jié)提出的方法在QuartusⅡ中完成FIR濾波器的設(shè)計，通過編譯綜合功能對設(shè)計文件進行編譯和綜合，然后生成頂層模塊，見圖7。

通過QuartusⅡ的波形仿真功能，對其進行波形仿真并進行定量分析。波形仿真如圖8所示。其中，cp50為系統(tǒng)時鐘，由它控制輸入信號xin_data的輸入速率(本例為2 MHz)。data_result為濾波器未經(jīng)取高位處理的乘加結(jié)果；data_result_out，為最終濾波輸出結(jié)果。經(jīng)驗證，data_result與Matlab的運算結(jié)果一致，data_result可滿足工程精度的要求。

3 結(jié)語
本文在結(jié)合Matlab和FPGA軟件QuartusⅡ的基礎(chǔ)上，完成了一種基于LPM參數(shù)化宏功能模塊的FIR濾波器設(shè)計，該法是基于工程實際應(yīng)用提出的，它對信號處理速率的要求不高，但對濾波器的階數(shù)較高。當設(shè)計指標改變，只需調(diào)整各模塊的參數(shù)，即可完成新的設(shè)計，該法已應(yīng)用在實際工程中。