基于DSP_Builder的FIR滤波器的设计.ppt

《基于DSP_Builder的FIR滤波器的设计.ppt》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、基于DSPBuilder的FIR/IIR低通滤波器的设计一.概述DSPBuilder是Altera推出的一个数字信号处理(DSP)开发工具，它在QuartusⅡFPGA设计环境中集成了MathWorks的Matlab和SimulinkDSP开发软件。它是作为MATLAB的一个Simulink工具箱出现的。Simulink是MATLAB的一个组成部分，用于图像化建模仿真。DSPBuilder作为Simulink的一个工具箱，使得用FPGA设计DSP系统完全可以通过Simulink的图像化界面进行，只要简单的进行DSPBuilder工具箱中的模块即可。值得注意的是，DSPBuilder中

2、的DSP基本模块是以算法级的描述出现的，易于用户从系统或者算法级进行理解。DSPBuilder的设计包含两套流程：自动流程和手动流程二.32阶FIR低通滤波器三.8阶IIR低通滤波器2.1.FIR滤波器的原理对于直接I型的32阶或更高阶的FIR滤波器通常用低阶的滤波器节进行级联而成。这里设计一个8阶的FIR滤波器节，然后通过将其级联来构成32阶的FIR滤波器。由于浮点小数在FPGA中实现比较困难，需要很多资源。这里采用定点计算，为了省去小数点定标，使用整数运算来实现。2.2设计8阶FIR滤波器子系统在Matlab的Simulink环境中建立一个MDL模型文件，找到AlteraDSPBu

3、ilder工具箱，用图形化方式调用DSPBuilder中的Storage库的Delay模块和Arithmetic库的Product模块以及ParallelAdderSubstractor模块，根据滤波器的结构原理设计一个8阶FIR滤波器子系统。如下图（fir8)图2.28阶FIR滤波器子系统为了设计的方便，将上面设计8阶FIR滤波器生成一个子系统，具体方法如下：在fir8模型窗口中，按住鼠标左键，移动鼠标画一个框，选中图中除SignalCompile模块以外的所有模块，接着，在选中的模块上点击鼠标右键，在弹出的右键菜单中选中“Createsubsystem",建立子系统。如右图2.3设

4、计32阶FIR滤波器模型复制4个8阶滤波器子系统，并将它们如右图连接起来。2.4滤波器系数的计算若设计一个截止频率为10.8KHz的低通滤波器(h(0)=0),给定的参数如下：●低通滤波器●采样频率Fs为48KHz，滤波器的Fc为10.8KHz●输入序列位宽为10位（最高位为符号位）滤波器的系数计算可以使用Matlab的滤波器设计工具FDATool来计算。其设计界面如下图：由上图可知FDATool计算出来的值是一个有符号的小数，而在DSPBuilder下建立的FIR滤波器模型需要一个整数作为滤波器系数，所以必须进行量化和归一化。量化后的系数导出滤波器系数后，在Matlab主窗口的命

5、令窗口中输入：Num*（2^10)得到：二.32阶FIR低通滤波器三.8阶IIR低通滤波器3.18阶IIR低通滤波器原理由以上原理可知，IIR直接Ⅱ型为：其他设计部分都与FIR设计步骤一样，在simulink中的模型为：四、滤波器的硬件实现1.由simulink模型转成VHDL注意：必须安装DSPBuilder的授权文件，这一步才能实现，否则无法进行。2.利用Modelsim完成RTL级仿真3.综合：在QuartusⅡ中进行综合4.适配下载SIMULINK下可控正弦信号发生器设计本章以正弦波发生模块的设计为例，它的结构如图1所示。它由4个部分构成：InCount是一个阶梯信号发生模块，

6、产生递增的地址信号，送往LUT。LUT是一个查找表模块正弦函数值的，通过递增的地址可得到输出正弦波值，输出的8位正弦波数据经Delay延时模块以后被送向乘法Product模块，与SinCtr1相乘。因为SinCtr1只输入1位，SinCtr1通过Product就完成了控制有无输出正弦波。My_sin就是正弦波发生器模块的输出，它送向D/A就能够得到正弦波信号。图1正弦发生器模块1用DSPBUILDER建立正弦发生器模型1.1新建模型打开Matlab环境。可以看到Matlab的主窗口界面被分割成三个窗口：命令窗口（CommandWindow）、工作区（Workspace）、命令历史（Co

7、mmandHistory）。在命令窗口中，可以键入Matlab命令，同时获得Matlab对命令的响应信息、出错警告提示等。然后建立工作库。在建立一个新的设计模型前，先建立一个新的文件夹，作为work工作目录。新建一个simulink的模型文件（后缀为mdl），在simulink的库管理器中选择“File”菜单，在出现的菜单中选择New，在弹出的子菜单中选择新建模型model。图2右下角显示的就是新模型窗。1.2放置SignalCompilder