基于FPGA的FIR滤波器课程设计报告

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1、 FPGAFPGA 课程设计报告课程设计报告 设计题目：基于设计题目：基于 FPGAFPGA 的的 FIRFIR 滤波器设计滤波器设计 专专 业：信息类业：信息类 班班 级：级： 学学 号：号： 姓姓 名：名： 指导教师：指导教师： 2012013 3 年年 1 1 月月 基于基于 FPGA 的的 FIR 滤波器的设计报告滤波器的设计报告 目目 录录 1 概述3 2 课程设计要求4 3 设计内容5 3.1 课程设计内容5 3.1.1 设计题目5 3.1.2 设计要求5 3.2 设计方案的确定.6 3.2.1 滤波器的设计方法.6 3.2.2 滤波器设计实现方法.7 3.2.3 方案确定8 3.

2、3 设计方案的实现.8 3.3.1 利用 FDATool 工具设计 FIR 数字滤波器8 3.3.2 FIR 数字滤波器的 FPGA 实现.12 3.4 仿真测试与分析.15 4 心得体会17 5 参考文献17 1 概概 述述 我们学生通过这次的课设深入理解和消化了基本理论、进一步提高综合应用能力并且 锻炼独立解决问题的能力，我们将数字信号处理 、 集成电路原理与应用和 FPGA 系 统设计与应用几门课程融合在一起综合应用设计一个实用的数字 FIR 滤波器。 本报告中首先讲解了这次设计的具体内容， 以及所要求的数字 FIR 滤波器的技术指标。 然后，数字滤波器的一些设计方法，并具体确定我这次设

3、计所用的设计方案。 滤波器在 matlab 中的设计方法应用。通过 matlab 得到所需滤波器的具体参数 h（n） ， 然后用这些所设计的参数，通过 Quartus ii 工具编程具体实现滤波器功能。 这次滤波器实现过程中，用到以下小模块： 延时器，加法器，乘法器，减法器。 报告中有具体的 VHDL 源码程序。仿真测试结果。 2 2 课程设计要求及注意事项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 设计书一律采用专用报告纸，用统一封面装订； 4 课程

4、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 3 课程设计内容课程设计内容 3.1 课程设计题目及要求课程设计题目及要求 3.1.1 3.1.1 设设计题目：基于计题目：基于 FPGAFPGA 的的 FIRFIR 滤波器设计滤波器设计 3.1.2 3.1.2 设计要求设计要求 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

5、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：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） 。 3.2 3.2 设计方案的确定设计方案的确定 3.2.13.2.1 滤波器的设计方法滤波器的设计方法： 一般可分为时窗函数法和等波纹设计法。 1. 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 s ， 选择窗函数)(nw的类型， 根据过渡带宽度确定时窗函数的 长度N