文档介绍：FPGA课程设计报告
设计题目:基于FPGA的FIR滤波器设计
专业:信息类
班级:信息
学号:
姓名:
指导教师:
2013年1月
基于FPGA的FIR滤波器的设计报告
目录
1 概述 4
2 课程设计要求及注意事项 5
3 设计内容 6
课程设计内容. 6
设计题目 .. 6
设计要求 6
设计方案的确定 7
设计方案的实现 7
利用FDATool工具设计FIR数字滤波器…………12
FIR数字滤波器的FPGA实现………………………13
4 教学教材与参考文献 14
1 概述
经过了为期3周的方向课设,
2 课程设计要求及注意事项
1. 设计过程以小组为单位,各组设一个组长,负责组织和协调本小组的讨论、任务分工等;
2. 设计过程必须在本组内独立完成,不得跨组参考或抄袭,避免方案出现雷同;
3. 设计书一律采用A4纸打印,用统一封面装订;
4. 课程设计原则上在3周内做完;
5. 最后一周周五进行优秀设计方案评选,在各组推选代表进行方案介绍的基础上,推选出2-3个优秀设计方案。
6. 学有余力的学生在完成必做设计内容的基础上,可对内容进一步展开设计,以提高综合应用能力,锻炼独立解决问题的能力。
3 课程设计内容
课程设计题目及要求
设计题目:基于FPGA的FIR滤波器设计
设计要求
利用所学知识,采用MATLAB和FPGA相结合完成FIR滤波器的设计仿真。采用直接法或分布式算法实现FIR数字滤波器,了解两种算法的优缺点,选择其中一种算法,得出用它来实现FIR滤波器的硬件结构,对其实现方式进行研究,分别采用合适的方法来设计,最后利用FPGA器件实现FIR数字滤波器的硬件电路,并用Matlab对实现的结果进行仿真分析。
设计指标:
1)系统采样频率:10KHz
2)通带边缘频率:1KHz
3)阻带边缘频率:2KHz
4)通带最大衰减:1dB
5)阻带最小衰减:47dB
6)类型:FIR低通
7)输入序列位宽为8位的有符号数(最高位为符号位);
8)输出序列位宽为16位的有符号数(最高位为符号位)。
设计方案的确定
:
一般可分为时窗函数法和等波纹设计法。
时窗函数法一般设计步骤如下:
A. 根据所需设计的数字滤波器类型(低通、高通、带通、带阻),确定线性相位数字滤波器类型。
B. 根据滤波器阻带衰减,选择窗函数的类型,根据过渡带宽度确定时窗函数的长度,并根据线性相位条件进行修正。
C. 确定理想数字滤波器的频率响应函数,其中为幅度特性函数,为相位特性函数。
D. 计算理想滤波器的单位脉冲响应,即。
E. 加窗得到设计结果,即。
等波纹设计一般步骤如下:
:边界频率、通带最大衰减、阻带最小衰减等,
计滤波器的长度,并确定幅度误差加权函数。
,获得所设计的滤波器的单位脉冲响应
滤波器设计实现方法
一般有线性相位FIR直接型结构和分布式算法的设计。
经过多种方案的比较,本次设计最终的方案是:等波纹法的改进的直接型结构FIR数字滤波器
利用MATLAB提供的FDATOOL滤波器设计工具,采用等波纹法的设计。设计的实现为线性相位FIR滤波器的直接结构。
方案实现
利用FDATool工具设计FIR数字滤波器
FIR滤波器设计系数的确定
等波纹法低通滤波器:
阶数:15 采样频率:10k 通带频率:1k 阻带频率:2k
通带衰减1db 阻带衰减:47db
滤波器类型:等波纹FIR
滤波器幅频响应
滤波器相频响应
滤波器系数
导出后的系数
Num*(2^6)
Columns 1 through 9 (括号内指在FPGA中不带负号的具体移位实现,)
-(右移1位) -(原数+右移1位) -(左移1位) -(原数+右移2位) (左移1位) (左移2位+左移1+原数+右移1位) (左移3位+左移2位+原数+右移1位) (左移4位+原数+右移1位)
Columns 10 through 16
- - - -
FIR数字滤波器的FPGA实现
一,工程实现概述
工程设计所用的模块有:
顶层原理图文件: 。
底层