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《fpga_asic-应用分布式算法在fpga平台实现fir低通滤波器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛应用分布式算法在FPGA平台实现FIR低通滤波器李明纬黄世震(福州大学福建省微电子集成电路重点实验室福州350002)摘要：在利用FPGA实现数字信号处理方面，分布式算法发挥着关键作用，与传统的乘加结构相比，具有并行处理的高效性特点。本文研究了一种16阶FIR滤波器的FPGA设计方法，采用VerilogHDI语言描述设计文件，在XilinxISE7.1i及ModelSimSE6.1b平台上进行了实验仿真及时
2、序分析，并探讨了实际工程中硬件资源利用率及运算速度等问题。关键词：FIR滤波器、FPGA、分布式算法、窗函数、VerilogHDLAppliestheDAalgorithmtorealizetheFIRfilterintheFPGAplatformLimingwei,HuangShizhen,(MicroelectronicIntegratedCircuitLabofFujian,FuzhouUniversity,Fuzhou350002)Abstract:InusingtheFPGArealizationdigita
3、lsignalprocessingaspect,theDAalgorithmisplayingakeyrole,whilecomparethestructurewiththetradition,ithastheparallelprocessingandtheeffectivenessspecialartillery.Thisarticlehasstudied16stepsFIRfilterbasedonFPGA,usesVerilogHDLdescriptiondesigndocument,platformhascar
4、riedontheexperimentalsimulationandthesuccessionanalysisinXilinxISE7.1iandModelSimSE6.1b.Andhasdiscussedthehardwarequestionandsoonresourcesusefactorandoperatingspeedintheactualproject.Keywords：FIRfilter、FPGA、DAalgorithm、windowsfunction、VerilogHDL1、引言随着系统对宽带、高速、实时
5、信号处理要求越来越高，对滤波器的处理速度、带宽等性能要求也随之提高。FPGA也在逐渐取代ASIC和PDSP，用作前端数字信号处理的运算(如：FIR滤波、CORDIC算法或FFT)。乘累加运算是实现大多数DSP算法的重要途径，而分布式算法,则能够大大提高乘累加运算的效能，目前滤波器大致有以下几种实现方法。(1)使用通用的可编程DSP芯片编程实现，它们主要的数学运算单元是乘累加器（MAC）。MAC能在一个机器时钟周期内完成一次乘累加运算，同时硬件上配备不同等级的流水结构和哈佛结构，能够实现高速实时的数字信号处理。但由于固定
6、的硬件结构和流水等级，使得在应用上有所限制。同时，就是同一公司的不同系列DSP芯片，其编程的指令集也会有所不同，因而加大了开发周期。(2)采用专用的ASIC数字信号处理芯片。这种方法是芯片体积小，保密好，性能高。缺点是功能单一，灵活性小，多是针对某种功能的设计。李明纬男1982-11-10福州大学微电子专业研究生http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛(3)采用可编程逻辑器件（CPLD/FPGA）。FPGA具有灵活的可编程逻辑，突破了并行处理与流
7、水级数的限制，可以很好的实现信号处理的实时性。同时，开发程[1]序的可移植性好，可以缩短开发周期。2、FIR滤波器与分布式算法的基本原理一个N抽头FIR滤波器的输出由下式表示：(1)(1)式中,x(n)是N个输入数据,h(n)是滤波器的冲激响应。根据线性相FIR[2]数字滤波器冲激响应的对称性,可得公式(2),乘法运算量减小了一半。实现如图1所示,其中N为奇数。(2)若设[x(n)+x(N-n+1)]=xk,h(n)=Ak，则公式(2)可以做一个等效，对于有符号数xk。xk用二进制补码表示：其中xk,i为二进制数，为0
8、或1，Ak为常数：代入公式(2)得(3)式。[3]公式(3)的形式被称为分布式算法，分布式算法是一种以实现乘加运算为目的的运算方法。它与传统算法实现乘加运算的不同在于执行部分积运算的先后顺序不同。简单地说，分布式算法在完成乘加功能时是通过将各输入数据每一对应位产生的部分积预先相加形成相应部分积，然后再对各部他积进行累加得到最终结果
