【正文】 本工程建筑面積 :27樓 。他們平平安安，健健康康，是我最大的心愿。 高 老師嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)作風(fēng)，深遂敏銳的思想洞察和勤奮忘我的工作精神給我留下了深刻的印象，讓我受到了很好的熏陶且受益非淺。 隨著科技的日新月異，基于 FPGA 來設(shè)計電子電路已成為一種趨勢。 ComReg2[2] = ComReg2[1]。 ComReg 是梳狀濾波器的積分器，分別有三組，每組有三個，因為延時為 2，所以需要三個寄存器來產(chǎn)生兩次延時，最后和先前的數(shù)據(jù)相減，得到的結(jié)果送到下一級。 在 Matlab 下 CIC 濾波器功能仿真 MATLAB 是一種面向 數(shù)學(xué) 和工程計算的語言，它集數(shù)值分析，矩陣運算、信號處理和圖形顯示于一體，具有編程效率高、調(diào)試手段豐富、擴充能力強等特點， MATLAB 的信號處理工具箱具有強大的函數(shù)功能，它不僅可以用來設(shè) 計數(shù)字濾波器，還可以使設(shè)計達到最優(yōu)化，是數(shù)字濾波器設(shè)計的強有力工具。 令 ejwZ? ， 可得： 基于 FPGA 的 CIC 濾波器設(shè)計 18 2)1(2s in2s in)()()( ?????????????????RMjwjwNCjwNIjwN eww R MeHeHeH （ 44） 由上式可以得到， N 階 CIC 濾波器的幅頻特性為 ： NjwNww R MeH?????????????????????????2s in2s in)( （ 45） )( jwN eH 是 N 階 CIC 濾波器的幅頻特性函數(shù)，它的大小與抽取因子 R、延遲因子 M 有關(guān)。 配置下載時在功能仿真與時序仿真正確的前提下，將綜合后形成的位流文件下載到具體的 FPGA 芯片中，也叫芯片配置。因此，綜合的過程就是設(shè)計目標(biāo)的優(yōu)化過程，最后獲得的結(jié)構(gòu)與綜合器的工作性能 有關(guān)?，F(xiàn)在的設(shè)計輸入手段有硬件描述語言、狀態(tài)圖、與原理圖。 FPGA 的設(shè)計流程 FPGA 的設(shè)計流程包括系統(tǒng)規(guī)范、模塊設(shè)計、設(shè)計輸入、功能仿真、綜合、布局布線、時序驗證、配置下載 .。 (2) 編譯設(shè)計文件。可以輸入標(biāo)準(zhǔn)的 EDIF網(wǎng)表文件、 VHDL 網(wǎng)表文件和 Verilog 網(wǎng)表文件，也可以生成 VHDL 網(wǎng)表文件基于 FPGA 的 CIC 濾波器設(shè)計 14 和 Verilog 網(wǎng)表文件，用于和其 他具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口的 EDA 工具進行交流。 布線資源連通 了 FPGA 內(nèi)部的所有單元，而連線的長度和工藝決定著信號在連線上的傳輸速度和驅(qū)動能力。 (4) 需要的外部控制和定時電路少。 對式 (28)作 z 變換可得 ： 基于 FPGA 的 CIC 濾波器設(shè)計 11 ][][][ zXzXzY z M??? （ 29） 令][ ][zX zYHC ?， 可得響應(yīng)的傳輸函數(shù)為： C： z MCH ???1 （ 210） 圖 26 梳狀濾波器的結(jié)構(gòu)圖 梳狀濾波器是將當(dāng)前的值與延時后的值作運算最后輸出。 CIC 濾波器是數(shù)據(jù)通信的常用模塊，一般 應(yīng) 用于數(shù)字下變頻 (DDC)和數(shù)字上變頻 (DUC)系統(tǒng) 中 ，隨著數(shù)據(jù)傳輸率的不斷增加，級聯(lián)梳狀濾波器 (CIC)的應(yīng)用變得非常重要， CIC 濾波器僅利用加法器、減法器和寄存器的特點，所以非常適用工作在高采樣率下。 FIR 濾波器 的缺點 ： 設(shè)計方式 比 IIR 濾波器復(fù)雜 。 (3) 結(jié)構(gòu)上主要是非遞歸結(jié)構(gòu)，沒有輸出到輸入的反饋，但有些結(jié)構(gòu)中（例如頻率抽樣結(jié)構(gòu)）也包含有反饋的遞歸部分 。 因為 z 轉(zhuǎn)換后所有的極點不一定都在單位圓內(nèi) ，極點決定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以其系統(tǒng)不一定穩(wěn)定 。 (3) IIR 數(shù)字濾波器在設(shè)計上可以 借鑒 成熟的模擬濾波器，如巴特沃斯、契比雪夫和橢圓濾波器等，有現(xiàn)成的設(shè)計數(shù)據(jù)或圖表可查， 所以 設(shè)計工作量比較小，對計算工具的要求不高。 基于 FPGA 的 CIC 濾波器設(shè)計 7 IIR 濾波器 IIR 濾波器是一種遞歸型的線性是不變系統(tǒng)，則差分方程為： )()()(10 inyAinxBnyNi iMi i ???? ?? ?? （ 21） iA 是反饋給前一級的系數(shù)， iB 是反饋給輸出的系數(shù)。其輸出既依賴于輸入 信號及濾波響應(yīng)函數(shù)，又依賴于 之 前的輸出 信號 。這類濾波器的優(yōu)點是：通帶內(nèi)的信號不 但 沒有能量損耗，而且還可以放大，負載效應(yīng)不明顯，多級相聯(lián)時相互影響很小，利用級聯(lián)的簡單方法很容易構(gòu)成高階濾波器，并且濾波器的體積小、重量輕、不需要 電 磁屏蔽；缺點是：通帶范圍受有源器件的帶寬限制，需要直流電源供電，可靠性 相對 無源濾波器高 較差 ，不適用 于工作在 高壓 、高頻、大功率的場合。 濾波器的分類 (1)按 照 處理信號 的形式可以將濾波器 分為 模擬濾波器 和 數(shù)字濾波器 兩種。 這 樣設(shè)計有以下好處： (1) 避免了模擬信號在傳輸中帶來的噪聲干擾。 這些過程有些是合并的，例如，采樣和保持 是 利用一個電路連續(xù)完成的 ，量化和編碼也是在轉(zhuǎn)換過程中同時實現(xiàn)的， 并 且所用 的 時間又是保持時間的一部分。通常采樣脈沖的寬度很 窄 ， 所以 采樣 的 輸出是 連 續(xù)的窄脈沖。同時如果 選擇性越好，其相位的非線性 也就會 越嚴(yán)重。對特定頻率的頻點或該頻點 之 外的頻率進行有效濾除的 電路 ，就是濾波器 。 濾波器 在 我國廣泛使用是 20 世紀(jì) 50 年代后期，當(dāng)時主要用于話路濾波和報路濾波。濾波器的優(yōu) 劣直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣， 性能良好的濾波器可以使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，所以，對濾波器的研究和生產(chǎn)歷來 倍受 各國所重視。數(shù)字技術(shù)同模擬技術(shù)相比，具有抗干擾能力強，便于傳輸，易于存儲，精度高等多個優(yōu)點。而數(shù)字信號處理的輸出經(jīng)常也要變 換 成 模擬 信號 ，這是通過 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 實現(xiàn)的。 (4) 用 Verilog HDL 語言進行設(shè)計，分析其功能特點。設(shè)計中遇到的問題： (1)CIC 濾波器的傳輸函數(shù)的意義； (2) 濾波器的模塊劃分及各個參數(shù)設(shè)置； (3)濾波器的的仿真； (4)濾波器的的改進方法； (5) 改進后的濾波器與改進前的差異。 撰寫畢業(yè)論 文 。 論文作者簽名： 時間： 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名： 時間： 年 月 日 西 安 郵 電 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )任務(wù)書 學(xué)生姓名 奚董超 指導(dǎo)教師 高敏 職稱 講師 學(xué)院 電子工程學(xué)院 系部 微電子系 專業(yè) 集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng) 題目 基于 FPGA 的 CIC 濾波器設(shè)計 任務(wù)與要求 本課題要求學(xué)生完成的工作、題目預(yù)期目標(biāo)主要有： 用 VHDL 或 Verilog HDL 語言的 CIC 濾波器方案設(shè)計。 數(shù)字濾波器具有比 模擬濾波器精度高、穩(wěn)定、體積小、質(zhì)量靈活、不要求阻抗匹配等優(yōu)點。 根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求，本系統(tǒng)可分為三大部分： (1) 積分器 (2) 抽取器 (3) 梳狀濾波器 3． 完成本課題的工作方案 (1) 通過學(xué)習(xí)， 了解 CIC 濾波器的基 本概念、分類、原理及應(yīng)用 ，在學(xué)習(xí)中加深對 CIC 濾波器的理解，分析其傳遞函數(shù)，將傳輸函數(shù)劃分為兩塊，一塊為積分器，一塊為梳狀濾波器，深刻理解濾波器的時域和頻域的變換和對應(yīng)的邏輯關(guān)系。 西安郵電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 )成績評定表 學(xué)生姓名 奚董超 性別 男 學(xué)號 04076092 專 業(yè)班 級 集成電路 0703 課題名稱 基于 FPGA 的 CIC 濾波器設(shè)計 課題 類型 硬件設(shè) 計 難度 難 畢業(yè)設(shè)計（論文）時間 2021 年 3 月 28 日～ 7 月 1 日 指導(dǎo)教師 高敏 (職稱 講師 ) 課 題 任 務(wù) 完 成 情 況 論文 (千字 )； 設(shè)計、計算說明書 (千字 )； 圖紙 (張 )； 其它 (含附件 )： 指導(dǎo)教師意見 分項得分：開題調(diào)研論證 分； 課題質(zhì)量（論文內(nèi)容） 分； 創(chuàng)新 分； 論文撰寫（規(guī)范） 分； 學(xué)習(xí)態(tài)度 分； 外文翻譯 分 指導(dǎo)教師審閱成績： 指導(dǎo)教 師 (簽字 )： 年 月 日 評 閱 教 師 意見 分項得分：選題 分； 開題調(diào)研論證 分； 課題質(zhì)量（論文內(nèi)容） 分； 創(chuàng)新 分； 論文撰寫（規(guī)范） 分； 外文翻譯 分 評閱成績： 評閱教師 (簽字 )： 年 月 日 驗收小組意見 分項得分：準(zhǔn)備情況 分； 畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量 分； （操作）回答問題 分 驗收成績： 驗收教師 (組長 )(簽字 )： 年 月 日 答 辯 小組 意 見 分項得分：準(zhǔn)備情況 分； 陳述情況 分； 回答問題 分； 儀表 分 答辯成績： 答辯小組組長 (簽字 )： 年 月 日 成績計算方法 (填寫本院系實用比例 ) 指導(dǎo)教師成績 20 (％ ) 評閱成績 30 (％ ) 驗收成績 20 (％ ) 答辯成績 30 (％ ) 學(xué)生實得成績 (百分制 ) 指導(dǎo)教師成績 評閱成績 驗收成績 答辯成績 總評 答辯委員會意見 畢業(yè)論文 (設(shè)計 )總評成績 (等級 )： 院答辯委員會主任 (簽字 )： 學(xué)院 (簽章 ) 年 月 日 備 注 西安郵電學(xué)院畢業(yè)論文 (設(shè)計 )成績評定表 (續(xù)表 )基于 FPGA 的 CIC 濾波器設(shè)計 I 目 錄 目 錄 ............................................................................................................................I 摘 要 .......................................................................................................................... II Abstract........................................................................................................................ III 1 引言 ............................................................................................................................. 1 .................................................................................................. 1 本文的主要工作及結(jié)構(gòu)安排 ................................................................................ 2 2 數(shù)字濾波 器 ................................................................................................................... 3 ...............................................