数字信号处理的FPGA实现课程报告.doc

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1、数字信号处理的FPGA实现课程报告（基于DA算法的FIR滤波器设计与分析）班级：信息工程一班姓名：XXX学号：XXXX一．此次报告所需滤波器的基本概念FIR滤波器可以在幅度特性随意设计的同时，能保证精确，严格的线形相位的特性。此外，FIR滤波器的单位冲激响应h(n)是有限长序列，它的Z变换在整个有限Z平面上收敛，因此FIR滤波器肯定是稳定滤波器。同时，FIR滤波器也没有因果性困难，因为任何一个非因果的有限长序列，只要通过一定的延时，总是可以转换为因果序列，因此总可以用一个因果系统来实现。FIR滤波器还可以采用快速傅立叶变换的方法过滤信号

2、，从而大大提高了运算效率。所有这些特点使FIR滤波器得到越来越广泛的应用。二.FIR数字滤波器的设计思路(1)系统的单位冲击响应h(n)在有限个n值处不为零。(2)系统函数在>0处收敛，极点全部在Z=0处(稳定系统)。(3)结构上主要是非递归结构，没有输出到输入的反馈，但有些结构中(例如频率抽样结构)也包含有反馈的递归部分。有限冲击响应(FIR)的优点：(1)既具有严格的线性相位，又具有任意的幅度。(2)IR滤波器的单位抽样响应是有限长的，因而滤波器性能稳定。(3)只要经过一定的延时，任何非因果有限长序列都能变成因果的有限长序列，因而能

3、用因果系统来实现。(4)FIR滤波器由于单位冲击响应是有限长的，因而可用快速傅里叶变换(FFT)算法来实现过滤信号，可大大提高运算效率。三FIR数字滤波器的VHDL实现1.采用分布式算法实现FIR数字滤波器采用分布式算法实现5阶FIR数字滤波器，采用状态机实现分布式算法的状态转移，分为s0和s1状态。使用FPGA的芯片EPM240F10015来实现其相应的DA表为：LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.ALL;USEieee.std_logic_arith.ALL;ENTITYcase5pISPORT(t

4、able_in:INSTD_LOGIC_VECTOR(4DOWNTO0);table_out:OUTINTEGERRANGE0TO25);ENDcase5p;ARCHITECTURELEsOFcase5pISBEGIN--ThisistheDACASEtablefor--the5coefficients:1,3,5,7,9--automaticallygeneratedwithdagen.exe--DONOTEDIT!PROCESS(table_in)BEGINCASEtable_inISWHEN"00000"=>table_out<=

5、0;WHEN"00001"=>table_out<=1;WHEN"00010"=>table_out<=3;WHEN"00011"=>table_out<=4;WHEN"00100"=>table_out<=5;WHEN"00101"=>table_out<=6;WHEN"00110"=>table_out<=8;WHEN"00111"=>table_out<=9;WHEN"01000"=>table_out<=7;WHEN"01001"=>table_out<=8;WHEN"01010"=>table_out<=10;WHEN"010

6、11"=>table_out<=11;WHEN"01100"=>table_out<=12;WHEN"01101"=>table_out<=13;WHEN"01110"=>table_out<=15;WHEN"01111"=>table_out<=16;WHEN"10000"=>table_out<=9;WHEN"10001"=>table_out<=10;WHEN"10010"=>table_out<=12;WHEN"10011"=>table_out<=13;WHEN"10100"=>table_out<=14;WHEN"10101

7、"=>table_out<=15;WHEN"10110"=>table_out<=17;WHEN"10111"=>table_out<=18;WHEN"11000"=>table_out<=16;WHEN"11001"=>table_out<=17;WHEN"11010"=>table_out<=19;WHEN"11011"=>table_out<=20;WHEN"11100"=>table_out<=21;WHEN"11101"=>table_out<=22;WHEN"11110"=>table_out<=24;WHEN"11111"

8、=>table_out<=25;WHENOTHERS=>table_out<=0;ENDCASE;ENDPROCESS;ENDLEs;系统程序为：LIBRARYieee;--Usingpredefinedp