【正文】 者的歡迎。 Altera 的 Quartus II 可編程邏輯軟件屬于第四代 PLD 開發(fā)平臺。 軟件安裝 問題 本次設計 中， MATLAB 軟件僅僅 實現(xiàn)濾波器的建模和基于純數(shù)學的仿真， 而DSP Builder提供了一個從 MATLAB/Simulink直接到 FPGA硬件實現(xiàn)的設計接口， Quartus II則實現(xiàn)了編譯、適配和下載的功能。隔開。 IIR 濾波器設計方法有兩類，經(jīng)常用的一類設計方法是借助于模擬濾波器的設計方法進行的。 FIR 濾波器不能采用模擬濾波器的設計進行轉換的方法，經(jīng)常用的是窗函數(shù)法和頻率采樣法。 濾波器設計方法比較 數(shù)字濾波器是語音與圖像處理、模式識別、雷達信號處理、頻譜分析等應用中的一種基本的處理部件，它能滿足 濾 波器對幅度和相位特性的嚴格要求，避免模擬濾波器所無法克服的電壓漂移、溫度漂移和噪聲等問題。 2） 專用的 DSP 器件 在過去很長一段時間， DSP 處理器 (如 TI 的 TMS320 系列 )是 DSP 應用系統(tǒng)核心器件的惟一選擇。例如其硬件結構的不可變性導致了其總線的不可改變性，而固定的數(shù)據(jù)總線寬度，已成為 DSP 處理器一個難以突破的瓶頸。 用戶可 對 FPGA 內(nèi)部的邏輯模塊和 I/O 模塊重新配置，以實現(xiàn)用戶的邏輯。對 DSP 處理器需要大量運算指令完成的工作， FPGA 只需一個時鐘周期的時間就能完成。使用 DSP 器件實現(xiàn)雖然簡單，但由于程序順序執(zhí)行，執(zhí)行速度必然不快。 基于 FPGA 的 DSP 設計流程 本次設計采用系統(tǒng)級的開發(fā)方法，開發(fā)流程如圖 所示 。這些優(yōu)點使 FIR 濾波器 成為設計工程師的首選。 FIR 濾波器原理 對于一個 FIR 濾波器系統(tǒng)，它的沖激響應總是有限長的，最具體的 FIR 濾波器可用下式表示： 式中： r是 FIR 濾波器的抽頭數(shù)； x(nr)是延時， r是 抽頭的輸入信號； b(r)是第 r 級抽頭數(shù) (單位脈沖響應 )； M 是濾波器的階數(shù)； y(n)表示濾波器的輸出序列。 圖 建立新模型 圖 4 4階 FIR濾波器節(jié) 18 在 Simulink 中的仿真并生成 VHDL 代碼 完成模型設計之后，可以先在 Simulink 中對模型進行仿真，可以通過Simulink 中的 示波器 模塊查看各個步驟的中間結果。 圖 雙擊 SignalCompiler 后的對話框 圖 SignalCompiler窗口 19 當設置好后，右側的硬件編譯“ Hardware Compilation”部分就會列出一個操作流程，如圖 ，該流程為： （ 1）“ Convert MDL to VHDL” :將 .mdl 文件轉換為 VHDL 文件； （ 2）“ Synthesis”：綜合； （ 3）“ Quartus Ⅱ”： Quartus 編譯適配，生成編程文件。 圖 fir4tap 子系統(tǒng)內(nèi)部原理圖 復制 4個 fir4tap，并將它們銜接起來。 圖 編輯模塊的“ Mask type” 設置完“ Mask type”后， SignalCompiler 就可以正常地生成 VHDL 代碼了。 打開 MATLAB 的 FDATool, FDATool 界面如圖 所示。這樣就完成了一個 16階直接 I型 FIR 低通濾波器的設計。因為在 mdl 轉換到 VHDL 的過程中，SignalCompiler 會自動生成控制操作綜合器的 TCL腳本。 若所有系數(shù) 等于 0， 則為 FIR 濾波器 。 由 于 FIR濾波器所有的系數(shù) 均為 0， 不存在極點 ， 不會造成系數(shù)的不穩(wěn)定 。 對于一個二階 IIR濾波器，其輸出可以寫成： 直接型 （ 1）直接型 根據(jù)上式可以得到直接二型 IIR 濾波器的結構圖。 圖 直接 I型二階 IIR濾波器 此時，延時變量變成了 w(n)。 圖 級聯(lián)型 IIR數(shù)字濾波器結構框圖 采用級聯(lián)型結構的主要優(yōu)點：一是各基本節(jié)的零點、極點可以很方便地單獨進行調(diào)整；二是可以降低對二進制數(shù)位數(shù)的要求，所需 的存儲單元較少，在硬件實現(xiàn)時甚至還可以用一個二階節(jié)進行時分復用，進一步降低對 FPGA 硬件資源的要求。通過“ Scope”模塊來觀察該直接Ⅱ型 IIR濾波器的沖激響應。 圖 IIR濾波器仿真結果 32 在 SignalCompiler 窗口，選擇“ Synthesis”下拉框中的“ Synplify”項，選用 Synplify 對生成的 VHDL 代碼進行綜合。 4 階級聯(lián)型 IIR濾波器設計 （ 1）建立模型 建立一個 4階的級聯(lián)型 IIR濾波器模型，該模型共有兩節(jié) 2階直接Ⅱ型 IIR濾波器構成，如圖 。 34 圖 計算 IIR濾波器系數(shù) 設置階數(shù)為 4，輸入相關參數(shù)指標，進行相關分析。 先把 SOS矩陣和 G導出到 MATLAB的工作區(qū)（ Workspace），設置上面級聯(lián)型 IIR濾波器中的各個增益模塊的“ Gain Value（增益值）”。模型中的 Simulink仿真模塊的參數(shù)設置如下： Step模塊：（ Step） 庫： Simulink中 Sources庫 參數(shù)“ Step time”設為“ 1e7” 參數(shù)“ Initial value”設為“ 0” 參數(shù)“ Final value”設為“ 1” 參數(shù)“ Sample time”設為“ 2e8” Scope模塊：（ Scope） 庫： Simulink中 sink庫 參數(shù)“ Number of Axes”為“ 2” 啟動仿真。 圖 生成的 VHDL文件 綜合后的 TCL 如圖 所示。歷經(jīng)了幾個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設計終于落下了帷幕。 在搜集資料的過程中，我在學校圖書館和網(wǎng)上查找各類相關資料，將這些寶貴的資料全部記 錄 下來，盡量使我的資料完整、精確、數(shù)量多，這有利于論文的撰寫。在大家的幫助下，困難一個一個解決掉，論文也慢慢成型。這次畢業(yè)論文的制作過程是我的一次再學習，再提高的過程。 在這次畢業(yè)設計中也使我們的同學關系更進一步了，同學之間互相幫助， 有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。 數(shù)字信號處理教程 (第三版），清華大學出版社， 2020。 EDA 技術與 VHDL，清華大學出版社， 2020?；?MATLAB 與 QuartusⅡ的 FIR 濾波器設計與驗證，電子設計工程， 2020。 基于 Matlab 信號處理工具箱的數(shù)字濾波器設計與仿真 [J]， 電力學報， 2020。 [10]嚴三國。 [12]任愛峰等。s opponents by delivering blows to their body and ultimately knocking them unconscious. It sanctions injury in the name of sport. That said, modern boxing appears almost genteel alongside its prizefighting predecessor in which bareknuckled pugilists fought to exhaustion, with fights often lasting several hours. A round ended only when one batant was floored。 grappling, punching, tripping, and throwing all being used to floor an opponent. The widelyadopted Broughton39。 their bodies are fitter — but their brains are no more resilient than in the past. Some nations, notably Sweden, have already banned boxing on medical grounds. So far the British government has been reluctant to follow the Swedish lead and since 1981 five private members39。 bantamweight Bradley Stone was added to the list in 1994. Following a report from a medical working party, which included neurosurgeons, the British Boxing Board of Control subsequently introduced mandatory annual magic resonance imaging scans for all boxers to replace the less sophisticated puterized tomography which had been pulsory only for those fighting eight rounds or more. Additionally, any boxer knocked out must wait 45 days (previously 28) before he again enters the ring petitively, and he must also have a hospital check. Ringside doctors may advise referees on a fighter39。s respite before placing his toe on a line scratched across the centre of the ring and resuming battle. Not until one fighter failed ‘to e up to scratch’ was a result declared: no wins on points in those days, just the objective test of an inability to continue. Early rounds were often hard slogging contests but the real physical damage came in the later stages when tiredness slowed defensive reflexes. Imagine too the state of even the winner39。 致謝 請刪除以下內(nèi)容， O(∩ _∩ )O謝謝！！！ boxing Fet the euphemistic ‘noble art of selfdefence’。 [11]Vinay 。數(shù)字信號處理導論，清華大學出版社， 2020. [9]Uwe MeyerBaesc。數(shù)字信號處理（第二版），西安電子科技大學出版社， 2020。 基于 FPGA 的 IIR 數(shù)字濾波器的設計與仿真，計算機仿真，2020?，F(xiàn)代 DSP 技術，西安電子科技大學出版社， 2020。希望這次的經(jīng)歷能讓我在今后的學習生活中激勵我繼續(xù)進步。 在此期間，我掌握了數(shù)字濾波器的設計過程 ,了解了 FIR和 IIR的原理 和特性 ,學習了 FIR和 IIR濾波器的 DSP實現(xiàn)原理 .熟悉設計 FIR數(shù)字濾波器和 IIR數(shù)字濾波器的原理和方法。我相信其中的酸甜苦辣最終都會化為甜美的甘泉。 資料查找完畢后，我開始著手論文的寫作。 我的課題是：基于 DSP Builder數(shù)字濾波器的設計與實現(xiàn)。 6． 總結 2020年底，我開始了我的畢業(yè)論文工作，時至今日，論文基本完成。 36 圖 Simulink仿真結果 — 階躍響應 綜合 ： 在 SignalCompiler 窗口，選擇“ Synthesis”下拉框中的“ Synplify”項，選用 Synplify 對生成的 VHDL 代碼進行綜合。 設置完增益值后更新一下模型， IIR濾波器模型的系數(shù)就全部設置完成了。 圖 IIR濾波器的相頻特性 圖 IIR濾波器的階躍響應 （ 3）設置系數(shù) 35 選擇 FDATool的“ File”菜單中的“ Export...” ,導出 IIR濾波器系數(shù)。 （ 2） IIR濾波器系數(shù)的計算 假設 4階 IIR濾波器的設計指標如下： 采樣頻率 Fs為 50MHz；濾波器類型為高通（ HighPass）；濾波器 Fc為 5MHz；濾波器設計類型為 Butterworth。 圖 4階直接 II型 IIR數(shù)字濾波器生成的 VHDL文件 綜合后的 TCL 如圖 。啟動仿真。 31 圖 4階 IIR濾波器模型 建立 IIR濾波器模型后就可以進行仿真了。 29 前向通道： 反饋通道： W(n)= 將 式代 入 ： 從圖 5 可以看出 ,左右兩