基于分布式算法的串_并混合构架FIR滤波器设计

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1、第31卷第6期实验室研究与探索Vol．31No．62012年6月RESEARCHANDEXPLORATIONINLABORATORYJun．2012基于分布式算法的串/并混合构架FIR滤波器设计1234朱莉，温坚，卢鑫，覃亚丽(1衢州学院电信学院，浙江衢州324000;2巨化集团公司，浙江衢州324000;3中国兵器装备集团，北京100089;4浙江工业大学信息工程学院，浙江杭州310032)摘要:研究基于分布式算法的并行度为2的串/并混合构架FIR数字滤波器设计，提出了一种新的FPGA实现结构。该结构引入一个新的移位累加模块，用于实现2查

2、询表输出的累加运算，采用移位寄存器构建相关控制电路。设计输入精度为8位的FIR滤波器，通过QuartusII7．1及Modelsim6．0SE的综合与仿真，以及在EPF10K70RC240－4FPGA目标器件上的实现。结果表明:该结构有效缩减关键路径且简化模块化设计流程，性能获得显著提升。关键词:分布式算法;串/并混合结构;FIR滤波器;FPGA;移位累加中图分类号:TN713文献标志码:A文章编号:1006－7167(2012)06－0025－03DesignofaCombinedSerial/ParallelFIRDigitalFilt

3、erBasedonDistributedArithmetic1234ZHULi，WENJian，LUXin，QINYa-li(1．CollegeofElectronicandInformationEngineering，QuzhouUniversity，Quzhou324000;2．JuhuaGroupCorporation，Quzhou324000;3．ChinaSouthernIndustryGroup，Beijing100089;4．CollegeofInformationEngineering，ZhejiangUniversityo

4、fTechnology，Hangzhou310032，China)Abstract:Thispaperfocusesonthedesignofthecombinedserial/paralleldistributedarithmetic-basedFIRdigitalfilterwithparallelismN=2，forwhichanovelarchitectureofFPGAimplementationisproposed．Anewmoduleofshift-accumulateisdesignedtoaccumulatetheoutp

5、utsoftwolook-uptables，andthecorrespondingcontrolcircuitisconfiguredbyshift-register．AseriesofFIRfilterswithaninputprecisionofeightisdesigned．TheseproposedfiltershavebeensimulatedandsynthesizedwithQuartusII7．1andimplementedwithanEPF10K70RC240－4FPGAdevice．Theresultshowsthatt

6、hestructurecanefficientlyreducetheprocessofcriticalpathandmodulardesign，andtheperformancecanbeimproved．Keywords:distributedarithmetic;combinedserial/parallelarchitecture;FIRfilter;FPGA;shift-accumulate［1］限环或溢出振荡，保证工作稳定。随着性价比的不0引言［2］断提高以及分布式算法(DistributedArithmetic，DA)作为数字信

7、号处理(DSP)系统的基本功能单元，的引入，现场可编程门程列(FieldProgrammableGate［3］［4］FIR数字滤波器能得到高精度的幅频和线性相频响应Aarry，FPGA)已成为DSP应用的优良解决方案。［5-7］特性，广泛应用于信号预处理、抗混叠、频带选择、抽在DA算法中乘法被重新排序和组合，使运算分布取/插值、低通滤波以及视频卷积计算中。在定点实现于整个结构中，由此提供一种无乘法运算的DSP实现［8］时，FIR数字滤波器不受有限精度效应影响而产生极方法。通过与ALTERAFPGA的查询表结构相结［9］合，DA算法能产生高效

8、的滤波器设计方案。为满足高速与低面积这2个DSP应用的基本性收稿日期:2011－06－21能要求，大量全并行(fullyparallel)与全串行(fully作者简介:朱莉(19