基于FPGA的FIR低通数字滤波器设计 开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告 学 生 姓 名： 学 号： 专 业： 电子信息工程 设计(论文)题目： 基于FPGA的FIR低通数字滤波器设计 指 导 教 师: 2010年12月19日  毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 数字滤波器是对数字信号进行滤波处理以得到期望的响应特性的离散时间系统，作为一种电子滤波器，数字滤波器与完全工作在模拟信号域的模拟滤波器不同。数字滤波器工作在数字信号域，它处理的对象是经由采样器件将模拟信号转换而得到的数字信号。数字滤波器理论上可以实现任何可以用数学算法表示的滤波效果。随着集成电路技术的发展，其性能不断提高而成本却不断降低，数字滤波器的应用领域也因此越来越广。 数字滤波器的分类 根据单位脉冲响应的不同，数字滤波器可分为IIR（无限长单位冲激响应有限长单位冲激响应在通信、图像处理等领域 式1 其中： N：FIR为滤波器的阶数；h[n]：滤波器系数；x[n]：滤波器输入采样信号； y[n]：滤波器的输出信号。 FIR 滤波器一般有三种结构形式：直接型、级联型和频率采样型[3]，这三种结构中，由于频率采样型和快速卷积型结构中需要进行复数运算，计算复杂，不适合于在可编程逻辑器件中实现；级联型结构不便于调整系数，实现时需3N/2 次乘法，N 次加法，总运算量为3N/2 次乘法；而直接型结构总运算量可减少至N/2 次乘法，且系数调整方便，因此多采用直接型结构实现。 目前，FIR数字滤波器的硬件实现有以下几种方式： （1）集成电路FIR数字滤波器 一种是使用单片通用数字滤波器集成电路，这种电路使用简单，但是由于字长和阶数的规格较少，不易完全满足实际需要。虽然可采用多片扩展来满足要求，但会增加体积和功耗，因而在实际应用中受到限制。 (2）可编程FIR滤波器FPGA（Field Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。专用集成电路（ASIC）领域中作为一种半定制电路而出现的，既解决VHDL语言是一种用于电路设计的高级语言VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式、描述风格以及语法是十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL支持同步电路、异步电路和随机电路的设计，VHDL还支持各种设计方法，既支持自底向上的设计，又支持自顶向下的设计；既支持模块化设计，又支持层次化设计。VHDL支持预定义的和自定义的数据类型，给硬件描述带来较大的自由度，能够方便地创建高层次的系统模型。System On Programmable Chip）即可编程的片上系统，或者说是基于大规模FPGA的单片系统。SOPC的设计技术是现代计算机辅助设计技术，EDA技术和大规模集成电路技术高度发展的产物。 基于FPGA 的SOPC设计技术是当前电子系统设计领域最前沿的技术之一。FPGA正日益广泛的应用到数字信号处理各个领域。 FPGA中的嵌入式处理器进一步提高了FPGA的系统集成和灵活性，使之成为一个软件与 硬件联合开发和灵活定制的结合体，可使设计者既能在嵌入式处理器中完成系统软件模块的开发和利用，也能利用FPGA的通用逻辑宏单元完成硬件功能模块的开发。EDA专家认为，只要EDA开发工具的功能允许，将有无数的证据证明可以实现基于FPGA的超级计算机的开发. FPGA的功能越来越完善、灵活，处理速度越来越快，有着无限的未来发展空间。 参考文献 [1] 唐向宏.数字信号处理—原理、实现与仿真[M].北京:高等教育出社,2006,153-154. [2] 赖联有,吴伟力,许伟坚.基于FPGA的FIR滤波器设计[J].集美大学学报,2006， 11(4):347-350. [3] 蒋垒,王昌林,刘鎏,许冲.基于FPGA的FIR数字滤波器算法实现[J].舰船电子工程, 2006,1:151-156. [4] 张海军.基于FPGA的16阶FIR滤波器的设计与实现[J].安徽大学学报, 2009,33(1): 62-66. [5] 潘松,黄继业,曾旈.SOPC 技术实用教程[M].北京：清华大学出版社, 2005,151-166. [6] 李星，杨家玮.基于FPGA的FIR数字滤波器的设计[J]. 电子科技,2006,7:16-22. [7] 王静,鱼云岐.基于FPGA的FIR 数字滤波器设计与仿真[J].国外电子元器件, 2008, 11:90-92. [8] 陈昭明. 基于FPGA的FIR数字滤波器的设计与实现[