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《基于FPGA的IIR数字滤波器的设计与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第26卷第8期计算机仿真2009年8月文章编号:1006-9348(2009)08-0304-04基于FPGA的IIR数字滤波器的设计与仿真屈星,唐宁,严舒,杨白(桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004)摘要:提出一种在FPGA中实现高速IIR数字滤波器的方法,在理论上分析了IIR数字滤波器系数取整后的稳定性问题;利用FDATool设计滤波器,在Matlab中编程仿真;使用实验仿真的方法确定IIR滤波器系数量化字长,保证了IIR滤波器性能和硬件资源的优化,使IIR滤波器能适用高速场合,研究了FPGA中运算部件的运算特点,采用Verilog硬件描述语言实现迭代运算及有
2、符号数乘法;最后编程实现IIR数字滤波器,通过QuartusII仿真并在FPGA上实现。通过试验验证,该方法设计的IIR数字滤波器收敛,能适用于对实时性要求高的系统中。关键词:现场可编程门阵列;无限长脉冲响应数字滤波器;硬件描述语言;数字信号处理中图分类号:TN911文献标识码:BDesignofIIRDigitalFilterBasedonFPGAQUXing,TANGNing,YANShu,YANGBai(GuilinUniversityofElectronicTechnology,GuilinGuangxi541004,China)ABSTRACT:Amethodofdes
3、igninghighspeeddigitalfilterbasedonFPGAisputforward,andtheeffectonthestabilityofIIRdigtialfilterafterroundingthecoefficientsisdiscussedtheoretically.ThefilterisdesignedbyusingFDATool,andproceduresareprogrammedandsimulatedinMatlab.SimulationmethodisadoptedtodetermineIIRdigitalfilterpscoefficie
4、ntquantifiedwordlength,anditensuresthatIIRdigitalfilterpsperformanceandhardwarere2sourceareoptimized,thusmakingIIRdigitalfiltersuitableforhighspeedsystem.Theoperationalfeaturesofopera2tionalpartsinFPGA,areinvestigated,andVeriloghardwaredescriptionlanguageisusedtorealizetheiterativeop2erationa
5、ndsignedmultiplication.Finally,detaildesignofprogramisgiven.TheprogramissimulatedinQuartrusIIsoftwaretools,andisrealiazedbasedonFPGA.ExperimenthasprovedthatIIRdigitalfilterimplementedbythismethodisconvergent,andissuitableforthesystemhavingstrictreal-timerequirements.KEYWORDS:Fieldprogrammable
6、gatearray(FPGA);Infiniteimpulseresponse(IIR)digitalfilter;Hardwarede2scriptionlanguage(HDL);Digitalsignalprocessing(SDP)幅频特性;在对线性相位不做特别要求的情况下,IIR滤波器1引言在相同门级规模和同频率速度下可得到更好的带外衰减特数字滤波器是现代数字信号处理系统的重要组成部分性,因此IIR滤波器更广泛地应用于一些特殊场合。之一,具有模拟滤波器所无法替代的新特性,因此在通信、语目前滤波器的主要实现方法:单片通用数字滤波器集成音与图像处理、自动控制等领域有着广泛的
7、应用,它对于降电路,该方法简单方便,但由于其字长和阶数不能调节,且规低噪声、提高信噪比及信号的频谱纯度等方面有着重要的意格较少,难以满足实际需要;采用DSP器件,DSP集成了许多义。数字滤波器根据单位脉冲响应的不同,可分为FIR(有专用函数,设计数字滤波器相对简单方便,其应用也最为广限长脉冲响应)滤波器和IIR(无限长脉冲响应)滤波器,FIR泛,DSP器件性能也不断提高,但在某些要求实时性、高速处优点在于具有良好的相位特性,IIR优点在于具有良好的幅理场合则受到很大限制;FPGA
