实验6_设计一个MACFIR滤波器..doc

实验 6: 设计一个 MAC FIR滤波器 针对 Spartan?-3E 开发套件 设计一个 MAC FIR 滤波器 介绍 在这个实验中, 你将在系统发生器中用实验3中创建的MAC引擎创建一个基于MAC的FIR（有限冲激响应）滤波器. 此滤波器是音频系统中用来消除高频噪声的低通滤波器. 这个实验的目的是通过实现比以前的寻址功能更大、更复杂的DSP功能来巩固相关的概念. 注意: 在 c:\xup\workshops\dsp_flow\labsolutions\lab6\目录下有此实验的完整例子 目标 在完成这个实验后, 你将能够: 建立一个循环RAM缓冲区 在系统发生器中使用RAM模块来支持你所需要的任何尺寸的端口 了解如何使用系统发生器建立最常用的DSP 功能: 基于 MAC的 FIR 滤波器 利用频谱示波器和白噪声信号源来观察滤波器的频率响应 观看位增长及选择要求位数的模数的影响 设计描述 你是 Cyberdyne 系统的一个DSP设计者. 你的公司正在调查把安全标签检测器上的模拟滤波器换成数字滤波器以提高性能和降低整个系统的成本. 这将使公司进一步渗入日益增长的安防市场. 单速率、单频道滤波器 (参看图 6-1)的技术要求指定如下: 采样频率 (Fs) = 1.5 MHz Fstop 1 = 270 KHz Fpass 1 = 300 KHz Fpass 2 = 450 Khz Fstop 2 = 480 KHz 双边通频带衰减 = 54 dB 通频带脉动 = 1 Cyberdyne已经选择使用 FPGAs ，这是由于其在灵活性, 上市时间和性能方面比 DSP处理器有优势. 因为你已经熟悉MathWorks产品，而你的 HDL 设计经验比较有限，因此 System Generator for DSP 会是在FPGA中实现滤波器的优秀解决方案. 你以前项目 (实验 3 和 实验 4)的成功已使你的经理要求你建立基于 MAC的滤波器 (看图6-3)以便一个系统发生器库元件得以建立. 这将为其他工程师访问此滤波器提供方便以便他们能在其它工程中使用此结构. 它也能被改变并在System Generator for DSP设计环境中容易地适应. 滤波器必须可以改变参数，可以在不同的滤波器技术要求中改变系数. 图 6-1. 滤波器系数. 图 6-2. 带通滤波器系数的频率响应. 图 6-3. MAC FIR 结构. 系数和数据需要被存放在内存系统中. 有几个存储选项可供选择: RAM模块, 分布式RAM, 和 SRL16E. 在这个实验中，你将使用一个双端口的RAM内存块来存储数据和系数, 使用一个循环RAM缓冲区来捕获和读出数据. 因此, RAM被用在混合模式的配置中. 数据可以从端口 A (RAM 模式)读写而系数仅可从端口B (ROM模式)读出. 具有循环 RAM 缓冲区的完备存储系统应如图 6-4所示. 图 6-4. 循环 RAM 缓冲区. 实验步骤 这个实验包括七个主要步骤. 在步骤1你将从分析已提供的系数开始. 从步骤2到步骤 5, 你将创建这个设计. 在步骤5你要用脉冲输入源来仿真这个设计以验证设计工作是否正确. 步骤6包括用所有提供的输入源对系统进行完整测试并用 System Generator标记来产生代码. 最后, 在步骤 7, 将用工程向导实现这个设计. 在每一步骤总的指导下面, 你会发现有手把手的说明和图解提供了实现总指导的更多细节. 如果你对某一总指导有信心,可以略过其下面的手把手说明，移到这一步骤的下一个总指导去. 注意: 如果你不能完成这个实验, 你可以从Xilinx大学计划站点 下载此模块的实验文件  分析系数 步骤 1 实验总流程: 在MATLAB中从c:/xup/workshops/dsp_flow/labs/lab6目录打开 mac_bandpass.mdl 模型, 用诸如 max 和 min这样的MATLAB命令分析系数, 查看系数, 并了解信号源的参数设置. 通过双击桌面上的MATLAB图标打开MATLAB命令行窗口, 或从 Start Menu ? Programs ? MATLAB 7.0 ? MATLAB 7.0 打开 改变目录为 c:/xup/dsp_flow/labs/lab6/: 在命令行窗口键入 cd c:/xup/dsp_flow/labs/lab6/ 打开 mac_bandpass.mdl 模块 注意: 滤波器所