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2023年4月19日发(作者：高中英语必修一听力)第23卷第4期黄石理工学院学报Vo.l23 No.4

2007年8月JOURNALOFHUANGSHIINSTITUTEOFTEC诗经简介 HNOLOGYAug 2007
文章编号:1008-8245(2李白行路难全文赏析 007)04-0048-03
基于SystemGeneratorForDSP的FIR滤波器设计
黄丛生
(黄石理工学院电气与电子信息工程学院,湖北黄石435003)
摘要:
介绍了一种采用XILINX公司的SPARTON2系列的FPGA芯片完成FIR滤波器的设计流程,利用相应
的EDA(电子设计自动化)工具软件设计并完成软硬件仿真。结果表明,电路工作可靠,能满足设计猬组词语要求。
关键词:
有限常冲激响应;现场可编程门阵列;SystemGeneratorFordsp
中图分类号:TN911172 文献标识码:A
DesignofFIRFilterBasedonSystemGeneratorforDSP
HangCongsheng
(SchoolofElectricalandElectronicInformat城南旧事小说 ionEngineering,HuangshiInstituteofTechnology,HuangshiHubei435003)
Abstract:ThispaperintroducesaprojectflowtodesignanFIRfilterwiththeFPGAchipofSPARTON2seriesfrom
XILINX,andwiththeutilizingofrelativesoftwareofEDAforsimulation.Theresultsshowthatthecircuitisaccurate
andreliableandcanmeetthedesignrequirements.
Keywords:FIR;FPGA;SystemGeneratorforDSP
数字滤波器是语音与图像处理、模式识别、雷
达信号处理、频谱分析等应用中的一种基本的处理
部件,并且正在迅速地代替传统的由RLC元器件和
运算放大器组成的模拟滤波器,逐渐成为一种主要
的数字信号处理部件。而有限冲激响应(FIR)滤波
器能在设计任意幅频特性的同时保证严格的线性
相位特性,同时它可以采用十分简单的算法实
[1]
示:
y(n)=2h(i)*x(n-i)(1)
i=0
N-1
式中,N是FIR滤波器的抽头数;x(n)表示第
n时刻的输入样本;h(i)是FIR滤波器的第i级抽
头系数。其中抽头数N意味着实现滤波器所需要
的存储空间,需要计算的数目,滤波器能滤掉的杂
波分量;实际上,越多的抽头数意味着有更多的阻
带衰减,更少的波纹,更窄的滤波等。
SystemGeneratorForDSP是Smiulink中一个基
于FPGA的信号处理建模和设计工怀君属秋夜全诗具。因为相当数
量DSP开发人员不熟悉FPGA等电路硬件设计。
他们使用M钴鉧潭记原文翻译赏析 atlab验证算法,运用汇编或C语言编
程,基本不使用硬件描述语言实现数字设计,且基
于并行硬件系统程序设计与基于微处理器的串行
程序设计有很大的不同。正因为如此,Xilinx公司
开发了基于Matlab的FPGA设计工具。它可在smi-
ulink中实现FPGA电路的系统级建模,并自动生成
现,但采用硬件描述语言设计(VHDL或Veri-l
ogHDL)数字滤波器时,由于硬件程序的电路优化
比较因难,从而使滤波器性能较差。本文介绍了一
种基于systemgeneratorfordsp的FIR滤波器设计方
法,并给出了硬件模型和仿真结果。
1 FIR滤波器及SystemGenerator
ForDSP简介
FIR滤波器的数学表达式可用差分方程来表
收稿日期:2007-05-06
作者简介:黄丛生(1972) ),男,湖北大冶人,讲师,本科。

第4期黄丛:基于SystemGeneratorForDSP的FIR滤波器设计
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硬件描述语言,modelsmi测试程序,支持软硬件仿用Matlab提供的FDATooL工具箱仿真设计滤
真,且支持用户创建的smiulink模块,并能在XIL-波器。满足要求的FlR滤波器幅频特性,相频特性
INXFPGA上自动实现硬件系统。如图1所示,由于浮点小数FPGA中实现比较困难,
且代价太大,因而需要将滤波器的系数和输入数据
转化为整数,其中量化后的系数在Matlab主窗口
[2]
2 FIR数字滤波器的参数选取及
模型设计
由于数字滤山顶千门次第开上一句波器实际上是一个采用有限精度
算法实现的线性非时变离散系统。本设计为一个
16阶的带通滤波器,对模拟信号的采样频率fs为
1.5MHz;要求信号的截止频率分别为260kHz,
490kHz;通带频率分别为300kHz,450k柴门闻犬吠风雪夜归人全诗 Hz;通
带两边衰减为52dB,通带起伏为1。
转成fda格式,为后续设计作准备。
根据FIR滤波器原理,可以利用F宫女如花满春殿暗指 PGA来实现
FIR滤波电路,SystemGeneratorForDSP设计流程的
第一步是在Matlab/Smiulink中进行设计输入,即在
Matlab的Smiulink环境建立一个MDL模型文件,用
图形方式调用SystemGeneratorForDSP和其他的
Smiulink库中的图形模块,构成系统级或算法级设
计框图(或称Smiulink建模),如图2所示。
[2]
图1 16阶带通滤波器幅频与相频特性
图2 16阶带通FIR滤波器模型

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黄石理工学院学报 2007年
源发生器,它在随机数-1.9~2.9范围内输出均
匀分布的随机信号,这里均匀分布是驱动定点滤波
器最好的选择,因为滤波器是受限的。下面我们利
用这两个信号来仿真此滤波器,其仿真结果如图3、
图4所示。
3 仿真结果
输入信号采用两个不同的信号源。我们采用
线性调频chirp模块,该模块在5kHz和10kHz规
定的频率之间扫描,不考虑瞬时输出频率。随机信
图3 线性调频模块的软仿真图4 随机信源模块的软仿真
将XC2S200E开发板通过JTAG连接器接到计
算机的并口,在Smiulink窗口点击run按钮进行硬硬件输出如图5、图6所示。
件在环路中的仿真,仿真结果在输出屏幕上显示,
图5 线性调频模块的硬件环路仿真图6 随机信源模块的硬件环路仿真
的思路,提出了采用SystemGeneratorForDSP作为
4 结束语
从FIR滤波电路的硬件环路与软件仿真结果送柴侍御原文及翻译
中可以看出,该方法在满足相同指标的情况下,得
出的两种仿真结果参数值完全吻合,也验证了Sys-
temGeneratorForDSP软件在分析设计中具有非常
高的精确度,最后应用XC2S200E开发板对滤波器
进行了硬件环路仿真,结果表明达到了指标要求。
本文为基于FPGA的数字滤波器设计提出了新
设计工具能更快速、有效地设计实用数字滤波器。
从仿真结果看效果良好,具有较好的应用前景。
参考文献
[1] 刘凌,胡永生.数字信号处理的FPGA实现[M].北
京:清华大学出版社,2002
[2] 潘松,黄继业,王国栋.现代DSP技术[M].西安:西
安电子科技大学出版社,2004