基于FPGA的FIR数字低通滤波器的课程设计.docVIP

EDA设计基础实验课程论文

题目基于FPGA的FIR数字低通滤波器的设计

学院通信与电子工程学院

专业班级通信111班

学生姓名霍守斌

指导教师大力会

2013年6月3日

目录

摘要 I

Abstract II

第1章绪论 1

1.1课题的目的和意义 1

1.2FPGA技术的发展及应用 2

1.3FPGA软件设计工具QuartusⅡ 3

第2章FIR数字滤波器的理论研究及分析 5

2.1数字滤波器的理论基础 5

2.2数字滤波器的分类 5

2.3FIR数字滤波器的设计方法 6

第3章FPGADSP系统设计分析 7

3.1DSP的基本概念 7

3.2FPGA实现DSP的特点 8

3.3DSPBuilder设计工具及设计规则 9

第4章基于FPGA的FIR低通滤波器设计 12

4.1设计方案 12

4.2FDATool滤波器设计 12

4.3FPGA定点数的确定 14

4.3.1导出系数文件 14

4.3.2FPGA定点数转换 15

4.4FIR滤波器模型的建立 17

4.4.1乘加子系统的搭建 17

4.4.2滤波器模块的添加和模块参数设置 21

4.4.3各模块的连接 27

第5章Simulink仿真 29

5.1仿真时间设定 29

5.2示波器模块显示 29

5.3仿真结果分析 31

结论 33

参考文献 34

致谢 35

附录 36

附录1FIR滤波器仿真模型图 36

附录2FIR滤波器测试模型图 37

附录3FPGA定点数转换程序 37

摘要

在现代通信领域中，FIR数字滤波器以其良好的线性特性被广泛使用，属于数字信号处理的基本模块之一。在实践中，往往要求对信号处理有实时性和灵活性，而已有的一些软件和硬件的实现方式则难以同时到达这两方面的要求。随着可编程逻辑器件和FDA技术的发展，使用FPGA来实现FIR滤波器，既具有实时性，又兼顾了一定的

灵活性，越来越多的电子工程师采用FPGA器件来实现FIR滤波器。

本设计利用MATLAB/Simulink/DSPBuilder设计一个FIR滤波器。首先根据滤波器指标，利用MATLAB工具箱滤波器设计工具设计滤波器，然后根据实际需要将系数导出并量化。接下来在Simulink中使用Simulink库和DSPBuilder库建立设计模型，并在Simulink中

仿真。

关键词：FPGA,FIR低通滤波器，DSPBuilder,Simulink

I

Ⅱ

Abstract

Inthemoderncommunicationsfield,theFIRDigitalFilterisusedfromanypracticalapplicationsforitsgoodlinearphasecharacter,anditprovideanimportantfunctionindigitalsignalprocessingdesign.Inpractice,thereisalwaysareal-timeandflexiblerequirementforsignalprocessing.However,softwareandhardwaretechniquesavailableforimplementationaredifficulttomeetthedemandforthetwoaspectsinthesametime.AlongwiththedevelopmentofPLDdeviceandEDAtechnology,morean