基于FPGA的IIR濾波器設(shè)計(jì)
頁(yè)數(shù) 38 字?jǐn)?shù) 13920
摘 要:
數(shù)字信號(hào)處理在科學(xué)和工程技術(shù)許多領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，與FIR數(shù)字濾波器相比，IIR數(shù)字濾波器可以用較低的階數(shù)獲得較高的選擇性，故本課題采用一種基于FPGA的IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方案,首先分析了IIR數(shù)字濾波器的原理及設(shè)計(jì)方法，然后通過(guò)MAX+PLUSⅡ的設(shè)計(jì)平臺(tái)，采用自頂向下的模塊化設(shè)計(jì)思想將整個(gè)IIR數(shù)字濾波器分為：時(shí)序控制、延時(shí)、補(bǔ)碼乘加和累加四個(gè)功能模塊。分別對(duì)各模塊采用VHDL進(jìn)行描述后，進(jìn)行了仿真和綜合。仿真結(jié)果表明，本課題所設(shè)計(jì)的IIR數(shù)字濾波器運(yùn)算速度較快,系數(shù)改變靈活，有較好的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，IIR數(shù)字濾波器，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，硬件描述語(yǔ)言

目 錄

序言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1

第1章 IIR數(shù)字濾波器及其硬件實(shí)現(xiàn)方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
1.1 IIR數(shù)字濾波器概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
1.1.1 IIR數(shù)字濾波器的原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
1.1.2 IIR數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
1.1.3 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.2 IIR數(shù)字濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

第2章 EDA技術(shù)和可編程邏輯器件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
2.1 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA技術(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
2.2 可編程邏輯器件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
2.2.1 可編程邏輯器件簡(jiǎn)介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
2.2.2 使用FPGA器件進(jìn)行開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.2.3 FPGA設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.3 硬件描述語(yǔ)言VHDL及數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2.3.1 硬件描述語(yǔ)言VHDL簡(jiǎn)介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2.3.2 利用VHDL設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

第3章 IIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
3.1 IIR數(shù)字濾波器各模塊的設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
3.1.1 時(shí)序控制模塊的設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
3.1.2 延時(shí)模塊的設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
3.1.3 補(bǔ)碼乘加模塊的設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
3.1.4 累加模塊的設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
3.1.5 頂層模塊設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
3.2 IIR數(shù)字濾波器的仿真與結(jié)果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
3.2.1 IIR數(shù)字濾波器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
3.2.2 IIR數(shù)字濾波器的系統(tǒng)仿真與結(jié)果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
3.2.3 高階IIR數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

結(jié)束語(yǔ)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
參考文獻(xiàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
致 謝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
附錄1 各模塊VHDL程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
附錄2 英文翻譯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29