基于查阶跃响应表的高效FIR滤波器设计及其FPGA实现

本文提出了一种采用查阶跃响应表方法实现的FIR数字滤波器设计方案,并以一个649阶FIR滤波器的FPGA设计为例,与传统的采用FPGAIPCORE实现方法进行了对比,分析该设计方法在FPGA的资源利用和系统时钟速率上的优势。通过实验数据验证,该方案可以解决现有技术中FIR滤波器需要大量乘法器和加法器的问题,达到了降低FPGA硬件资源使用、提高系统运行效率的效果。     

高速FIR滤波器的流水线结构

通过一个13阶线性相位的平方根升余弦滚降FIR数字滤波器的结构设计，介绍了如何应用流水线技术来设计高速FIR滤波器。考虑到FPGA的容量问题，对采用流水线技术之后的FIR滤波器占用的硬件资源进行了分析，得出一些结论。     

基于优化DA算法的高阶高精度半带滤波器的FPGA实现

随着FPGA技术的稳步提高,FPGA替代其他技术用于实现高速信号处理已经变得切实可行。针对高阶高精度半带滤波器十分消耗FPGA硬件资源的问题,本文提出了采用部分查找表分布式算法及高低位分割处理的改进结构,并通过一个6阶5位低通FIR滤波器进行原形设计,验证了所提出的方法的正确性。仿真结果表明,采用这种方法,在大大减少了FPGA硬件资源的同时,显著提高器件的运算效率。     

基于分布式算法的多项抽取滤波器设计

实现高阶FIR滤波器时,在降低FPGA硬件资源占用方面,分布式算法和多相分解技术应用广泛。详细介绍了分布式算法和多相分解技术的原理,并结合FPGA的特点提出了适用于高阶FIR滤波器的新算法,解决了分布式算法实现高阶FIR滤波器查找表过大的问题,提高了硬件资源的利用率。推导了基于分布式算法和多相分解技术的实现原理,通过ISE实现并验证了该算法的高效性。最后,给出了滤波器性能随滤波器系数量化位宽变化的关系。     

基于FPGA的FIR滤波器的设计与实现

提出了一种基于FPGA的FIR滤波器设计方案.介绍了基于FPGA的FIR滤波器的数字信号处理的算法设计,采用直接型的基本结构来设计,通过1位乘以8位的乘法,然后再移位相加的方法即可得到结果,其运算效率明显提高,并结合先进的EDA软件进行高效的设计和实现,并给出了用Max＋PlusⅡ运行的仿真结果.该设计对FPGA硬件资源的利用高效合理,用VHDL编程,在FPGA中实现了高采样率的FIR滤波器.     

基于位并行DA结构的高速FIR滤波器

针对目前利用FPGA实现基于分布式算法(DA)FIR滤波器的不足,以及为了实现高速FIR滤波器,提出了一种位并行分布式算法结构的解决方案。采用位并行分布式算法和流水线式并行加法器树,在Xilinx Virtex5系列FPGA上实现了高速FIR滤波器。该滤波器工程经ISE 12.3综合、布局布线后,利用Modelsim SE 6.5和Matlab联合仿真。仿真结果表明,该设计可以提高滤波器处理速度,32阶的滤波器最高时钟频率可达到399.624 MHz。对滤波器进行进一步优化,节约了硬件资源占用。     

基于FPGA的高效FIR滤波器设计与实现

给出了一种基于FPGA的数字滤波器的设计方法.该方法先通过MATLAB设计出一个具有具体指标FIR滤波器,再对滤波器系数进行处理,使之便于在FPGA中实现,然后采用基于分布式算法和CSD编码的滤波器结构进行设计,从而避免了乘法运算,节约了硬件资源,其流水线的设计方式也提高了运行速度.Matlab和Modelsim防真表明,该设计功能正确,能实现快速滤波     

基于FPGA高阶FIR滤波器的实现

从FIR数字滤波器的基本结构模型出发,分析了FIR滤波器的设计思路及具体实现方法,详细介绍了FIR滤波器的分布式算法（DA）结构。通过分析计算,得到普通DA结构实现高阶滤波器会消耗大量的查找表资源,这样的资源消耗甚至令硬件资源不可接受。针对普通DA的不足,提出了改进型DA结构。并利用FPGA仿真软件分别对64阶FIR带通滤波器的两种改进型DA结构进行仿真,结果表明改进型DA结构所消耗的资源大幅度降低。从而验证了改进型DA结构在降低运算资源和提高性能等方面的优越性。     

一种FIR滤波器的FPGA实现

数字滤波是语音与图像处理和模式识别等应用中的一种基本的数字信号处理部件。文中提出了一种采用FPGA器件并利用窗函数实现线性FIR数字滤波器的方案,使用Xilinx公司的XCS10FPGS器件设计了一个8阶8位FIR滤波器,阶数和位数以及滤波器特性均可方便地更改。     

基于FPGA的高速高阶FIR数字滤波器的设计

在数字滤波器设计与应用当中,相比于以牺牲线性相位频率特性为代价的无限冲击响应(IIR)数字滤波器,有限冲击响应(FIR)数字滤波器不仅保证了精确严格的线性相位特性,并且结构简单稳定。但在实现相同的设计指标时,有限冲击响应需要更高的阶数,为满足高速高阶数字滤波器设计,文章提出一种改进的分布式算法。该算法利用主流现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片的多相分解结构和流水线技术,采用多路复用加法器对数据进行预相加,减少传统分布式结构的查找表规模。利用Matalb仿真设计,Quartus II编译测试,并下载到现场可编程门阵列(FPGA)中进行运行分析,结果显示文章的方法有效地减少了滤波器对硬件资源的消耗,能够较好地实现高阶的FIR滤波器。     

基于FPGA的FIR升余弦滚降滤波器设计与实现

为了降低FIR滤波器对FPGA资源的消耗,同时能够直接验证其滤波性能。文中采用乘法器和加法器共享以及MEALY型状态机的实现方法,以及卷积、插零等算法,来实现FIR升余弦滚降滤波设计,同时给出了在Quartus II环境下的时序仿真结果。实践表明,此方法可以节省大量的FPGA资源,仅仅需要100多个LE逻辑单元,就可以有效解决FIR数字滤波器算法在FPGA设计中资源紧张的问题。     

一种适用于多速率FIR滤波器的算法改进

多速率FIR滤波器是数字下变频的核心技术之一。由于高阶FIR数字滤波器使用了大量的乘法单元,在FPGA中将占用大量的逻辑资源(LE),这极大的限制了FPGA的设计。根据多倍抽取FIR滤波器的特性,提出了一种分时复用乘法单元以减少逻辑资源使用量的改进算法,大量节约了FPGA的逻辑资源。通过FPGA设计实现,在Quartus II中综合仿真结果中可以验证,设计基本达到预期效果,在满足设计要求的前提下,实现了节约逻辑资源的目的。     

基于FPGA的高阶FIR滤波器设计

对于高阶FIR滤波器,由于运算量较大,采用软件等方式无法达到实时处理的要求。文中提出了采用FPGA实现快速卷积结构的高阶FIR滤波器,推导出将大点数FFT分解为二维FFT变换的公式。根据上述理论在采用Verilog HDL语言设计了基于一维转二维FFT的快速卷积结构高阶FIR滤波器。实验表明,该基于FPGA的高阶FIR滤波器具有精度高、速度快、资源消耗少、调试方便、易于集成等优点,并可达到工程实践的要求。     

一种基于FPGA节省资源实现FIR滤波器的设计方法

有限长脉冲响应（FIR）滤波器的结构决定了用现场可编程门阵列（FPGA）设计非常消耗触发器资源或存储器资源。以n阶滤波器为例,提出一种节省触发器和双口RAM的读写操作方法。通信系统应用仿真表明,与常规FIR滤波相比较,本文方法不仅滤波效果良好,而且大量减少乘法器和加法器数量,有效节省触发器和双口RAM。滤波器阶数越高,越节省资源。     

基于FPGA的FIR滤波器的性能研究

目前FIR滤波器的一般设计方法比较繁琐,开发周期长,如果采用设计好的FIR滤波器的IP核,则开发效率大为提高。本方案基于Altera公司的Cyclone Ⅱ系列芯片EP2C8Q208C8N,首先利用MATLAB中的滤波器函数fir2得出需产生的FIR滤波器的系数,再导入FIR IP Core,成功完成了FIR数字滤波器的设计。另外分析了阶数与不均匀采样数据对FPGA资源的影响和对生成FIR滤波器的输出性能的影响,并将实际输出的幅频特性图与我们需要的幅频特性图相比较,验证生成的FIR数字滤波器的性能。     

高阶FIR滤波器面向FPGA的多种实现方法

从FIR滤波器最基本的直接型结构出发,系统地分析了高阶FIR滤波器面向FPGA的多种实现方法,主要针对FPGA实现过程中最敏感的逻辑资源占用作了分析和比较。详细论述了各种方法的优缺点,并提出一种对直接型结构的优化算法,最后通过一个滚降系数为0.05的256阶SRRC滤波器的设计实例,验证了各种方法的资源分析。     

一种真有效值测量方案设计与验证

针对目前国内真有效值(RMS)测量芯片依赖进口的问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字式高精确度的真有效值测量方案。首先利用FPGA设计有限长单位冲击响应滤波器(FIR)对AD采样后的数据进行滤波,然后采用改进的有效值计算式计算信号的真有效值,最后取连续8个周期真有效值的平均值作为最终的测量结果。通过设计串行的开方运算、除法运算的算法,降低FPGA的使用资源。经过样机实际测试表明,测量结果与信号真值的相对误差低于0.5%。该方案测量精确度高,一致性好,使用资源少,对于真有效值数字测量芯片的设计和真有效值测量具有一定的参考价值。     

基于FPGA的串行多阶FIR滤波器设计

FIR滤波器的设计分为滤波器系数计算和滤波器结构的具体两个部分。为说明使用FPGA实现FIR的灵活性,文中列举了一个多阶串行FIR滤波器实例,并给出主要的源代码和相关模块的时序和功能说明,最后使用Matlab和Quartusii联合仿真验证了FPGA硬滤波器工程的正确性。