【正文】 有限長的，因而濾波器是穩(wěn)定的系統(tǒng)。應(yīng)用最廣的是線性、時(shí)不變數(shù)字濾波器，以及 FIR 濾波器。數(shù)字濾波器具有高精度、高可靠性、可程控改變特性或復(fù)用、便于集成等優(yōu)點(diǎn)。 數(shù)字濾波器是一個(gè) 離散時(shí)間系統(tǒng) （按預(yù)定的算法，將輸入 離散時(shí)間信號(hào) 轉(zhuǎn)換為 所 要求的輸出離散時(shí)間信號(hào)的特定功能裝置）。 數(shù)字濾波器由數(shù)字乘法器、加法器和延時(shí)單元組成的一種算法或裝置。 Quartus II 軟件除了進(jìn)行基于 FPGA 的一般的數(shù)字系統(tǒng)開發(fā)外。而且，隨著器件結(jié)構(gòu)和性能的不斷提高，器件集成度 的不斷擴(kuò)大， Altera 始終能夠同步推出與之相適應(yīng)的開發(fā)工具，滿足了設(shè)計(jì)者的要求，近年來一直保持這一年一個(gè)新版本的更新進(jìn)度 。從最初的基于 DOS 的 A+Plus，發(fā)展到 Max+Plus， 1991 年推出基于 Windows 的開發(fā)工具 Max+Plus II。而且，隨著器件結(jié)構(gòu)和性能的不斷提高，器件集成度的不斷擴(kuò)大， Altera 始終能夠同步推出與之相適應(yīng)的開發(fā)工具，滿足了設(shè)計(jì)者的要求，近年來一直保持著一年一個(gè)新版本的更新進(jìn)度。從最初的基于 DOS 的 A+Plus，發(fā)展到 Max+Plus， 1991 年推出基于 Windows 的開發(fā)工具 Max+Plus II。國內(nèi) IC 企業(yè)介入FPGA 的時(shí)間并不長，多數(shù)公司還處于學(xué)習(xí)階段 。它極大地提高了設(shè)計(jì)靈活性并縮短了產(chǎn)品上市時(shí)間，在通信、工業(yè)控制、航空領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。 現(xiàn)場可編程門陣列 （ FPGA）是可編程器件。所以對數(shù)字濾波器的工作原理，硬件結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行研究具有一定的意義。數(shù)字濾波器具有高精度、高可靠性、可程控改變特性或復(fù)用、便于集成等優(yōu)點(diǎn)。 數(shù)字濾波器是一個(gè) 離散時(shí)間系統(tǒng) （按預(yù)定的算法，將輸入 離散時(shí)間信號(hào) 要求的輸出離散時(shí)間信號(hào)的轉(zhuǎn)換為所特定功能裝置）。其體系和框架逐漸成熟，如今，數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)成為一門完整的學(xué)科。 Analysis Tool(FDATool) is used to design the filter . Then according to practical requirement derive and quantify the coefficient . Use the Simulink Library and the DSP Builder Library to establish design model and simulate in the Simulink. Key words: FPGA， FIR low pass Filter , DSP Builder , Simulink 1 緒論 課題的目的和意義 在當(dāng)今的生活中，身邊的工程技術(shù)領(lǐng)域越來越受到關(guān)注。 本設(shè)計(jì) 利用 MATLAB/Simulink/DSP Builder 設(shè)計(jì)一個(gè) FIR 濾波器。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題目 （中文）： 基于 FPGA 的 FIR 數(shù)字低通濾波器的設(shè)計(jì) （英文）： The Design of FIR Digital Filter Based on FPGA 系 部 電子與信息工程系 目 錄 摘要 ................................................................ I Abstract........................................................... II 1 緒論 .............................................................. 1 課題的目的和意義 .............................................. 1 FPGA 技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 ......................................... 2 FPGA 軟件設(shè)計(jì)工具 Quartus II ................................... 3 2 FIR 數(shù)字濾波器的理論研究及分析 .................................... 5 數(shù)字濾波器的理論基礎(chǔ) .......................................... 5 數(shù)字濾波器的分類 .............................................. 5 FIR 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法 ...................................... 6 3 FPGA DSP 系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析 ............................................. 7 DSP 的基本概念 ................................................ 7 FPGA 實(shí)現(xiàn) DSP 的特點(diǎn) ........................................... 8 DSP Builder 設(shè)計(jì)工具及設(shè) 計(jì)規(guī)則 ................................ 9 4 基于 FPGA 的 FIR 低通濾波器設(shè)計(jì) .................................... 12 設(shè)計(jì)方案 ..................................................... 12 FDATool 濾波器設(shè)計(jì) ........................................... 12 FPGA 定點(diǎn)數(shù)的確定 ............................................ 14 導(dǎo)出系數(shù)文件 .............................................. 14 FPGA 定點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換 ........................................... 15 FIR 濾波器模型的建立 ......................................... 17 乘加子系統(tǒng)的搭建 .......................................... 17 濾波器模塊的添加和模塊參數(shù)設(shè)置 ........................... 21 各模塊的連接 .............................................. 27 5 Simulink 仿真 .................................................... 29 仿真時(shí)間設(shè)定 ................................................. 29 示波器模塊顯示 ............................................... 29 仿真結(jié)果分析 ................................................. 31 6 總結(jié) ............................................................. 33 參 考文獻(xiàn) ........................................................... 34 致謝 ............................................................... 35 附錄 ............................................................... 36 附錄 1 FIR 濾波器仿真模型圖 ....................................... 36 附錄 2 FIR 濾波器測試模型圖 ....................................... 37 附錄 3 FPGA 定點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換程序 ........................................ 37 摘要 在現(xiàn)代通信領(lǐng)域中， FIR 數(shù)字濾波器以其良好的線性特性被廣泛使用，屬于數(shù)字信號(hào)處理的基本模塊之一。首先根據(jù)濾波器指標(biāo)，利用 MATLAB 工具箱濾波器設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)濾波器，然后根據(jù)實(shí)際需要將 系數(shù) 導(dǎo)出并量化。其中的通信領(lǐng)域所涉及到的各種信號(hào)更是重中之重。 其 涉及 到 許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域 ， 20 世紀(jì) 60 年代以來，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到迅速的發(fā)展。應(yīng)用數(shù)字濾波器處理模擬信號(hào)時(shí)，首先須對輸入模擬信號(hào)進(jìn)行限帶、抽樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換。數(shù)字濾波器在 語言信號(hào)處理 、圖像信號(hào)處理、醫(yī)學(xué)生物信號(hào)處理以及其他應(yīng)用領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用 。 FPGA（ Field－ Programmable Gate Array） ，即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在 PAL、GAL、 CPLD 等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。與傳統(tǒng)邏輯電路和門陣列（如 PAL， GAL及 CPLD 器件）相比，F(xiàn)PGA 具有不同的結(jié)構(gòu)， FPGA 利用小型查找表（ 161RAM）來實(shí)現(xiàn)組合邏輯，每個(gè)查找表連接到一個(gè)