【正文】 s condition between rounds and may remend that the contest be stopped. Doctors also examine each boxer at the conclusion of fights and paramedic teams must be on hand at all boxing bills. The medical profession in several countries has increasingly adopted an antiboxing stance, citing irreversible brain damage as its major objection to the sport. This is a key point for, in absolute terms of deaths and serious injuries, other sports such as horseracing, mountaineering, rugby, and even cricket appear more dangerous, but in none of them is deliberate and repeated striking of an opponent part of the rules of the game. In contrast a boxer has a licence for physical assault. The evidence is clear that repeated pummelling to the head can cause cumulative damage to the brain: here time is no great healer. Occasionally, acute brain injury can occur during a fight. The greatest danger es towards the end when a tired man with a loose neck has his head flipped back rapidly by a punch. This can tear a vein outside or inside the brain, which then leaks blood, causing pressure on the brain and eventually leading to a a. Only if the clot is removed rapidly can the fighter survive. Fighters now train harder。s hands, protected only by having been soaked in brine. With their bination of boxing and wrestling moves, early contests were literally ‘no holds barred’。 boxing is a human bloodsport in which the intention is to hurt one39。數(shù)字信號(hào)處理及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn)，電子工業(yè)出版社， 1998。 Digital Singal Processing with Field Programmable Gate Arrays,清華大學(xué)出版社， 2020。 [7]張志恒 。 [5]彭雪峰，汪臨偉，許建平。 [3]潘松，黃繼業(yè)。 參考文獻(xiàn) [1]程佩青。在了解和學(xué)習(xí)的同時(shí)不僅培養(yǎng)了我嚴(yán)肅認(rèn)真的做事作風(fēng)，還是一次意志的磨練，是對(duì)我實(shí)際能力的一次提升。 當(dāng)我終于完成了所有的任務(wù)后整個(gè)人都很累，但同時(shí)看著電腦熒屏上的畢業(yè)設(shè)計(jì)稿件我的心里是甜的，我覺(jué)得這一切都值了。在寫(xiě)作過(guò)程中也不是一帆風(fēng)順的，我也遇到很多問(wèn)題，但是遇到困難我就及時(shí)和 導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流，請(qǐng)教專業(yè)課老師。當(dāng)選 題報(bào)告，開(kāi)題報(bào)告定下來(lái)的時(shí)候，我當(dāng)時(shí)便立刻著手 資料的收集工作中，當(dāng)時(shí)面對(duì)浩瀚的書(shū)海真是有些茫然，不知如何下手， 我 很快 將這一困難告訴了導(dǎo)師，在導(dǎo)師細(xì)心的指導(dǎo) 之 下，終于 使我對(duì)自己 的工作方向和方法有了 大致的 掌握。從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對(duì)思路逐漸的清晰，整個(gè)寫(xiě)作過(guò)程難以用語(yǔ)言來(lái)表達(dá)。 生成的 VHDL 代碼如圖 所示。 （ 4）設(shè)置系數(shù) 設(shè)置 Simulink仿真參 數(shù)“ Stop time( 停止時(shí)間 )”為 1e6, 類型為“ Fixedstep”。對(duì)于級(jí)聯(lián)型 IIR濾波器，導(dǎo)出的系數(shù)分成兩個(gè)部分： SOS矩陣和 G增益，其中對(duì)于多個(gè)級(jí)聯(lián)的 IIR濾波器， SOS矩陣為一個(gè)二維矩陣。 打開(kāi) MATLAB中的 FDATool進(jìn)行濾波器系數(shù)計(jì)算，如圖 。 圖 綜合后的 TCL文件 Quartus II 編譯 ： 單擊 SignalCompiler 中的步驟 3圖標(biāo)，調(diào)用 Quartus II完成編譯適配過(guò)程，生成編譯文件： 文件和 文件。仿真結(jié)果如圖。 Simulink仿真模塊“ Pulse Generator”（脈沖發(fā)生器）模擬了一個(gè)單位沖激函數(shù)。 圖 標(biāo)準(zhǔn)型二階 IIR濾波器 級(jí)聯(lián)型 30 級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)函數(shù)為： 如圖 為 級(jí)聯(lián)型 IIR數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)框圖。 圖 直接 I型二階 IIR濾波器 直接型二階 IIR 濾波器還可以用圖 的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。 二階 IIR 濾波器，又稱為二階基本節(jié)，分為直接 型、標(biāo)準(zhǔn)型和變換型。 若有極點(diǎn)位于單位圓外將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定 。 27 5． IIR 設(shè)計(jì)實(shí)例 IIR 數(shù)字濾波器原理 IIR濾波器差分方程的一般表達(dá)式為： 式中 x(n)為輸入序列 ； y(n)為輸出序列 ； 和 為濾波器系數(shù) 。在進(jìn)行綜合這一步 26 驟之前，還需要把 mdl 轉(zhuǎn)換成 VHDL。 圖 FIR濾波器的幅頻響應(yīng) 23 圖 FIR濾波器的相頻響應(yīng) 圖 幅頻響應(yīng)與相頻響應(yīng)的比較 圖 FIR濾波器的沖激響應(yīng) 圖 FIR濾波器的階躍響應(yīng) 24 圖 FIR濾波器的零極點(diǎn) 圖 FIR濾波器系數(shù) 圖 FIR 濾波器的量化 （ 3）修改 FIR 濾波器模型添加參數(shù)：把計(jì)算出的系數(shù)逐個(gè)填入到 FIR 濾波器模型中，如圖 所示 。 在此利用 MATLAB 來(lái)完成 FIR 濾波器系數(shù)的確定。 修改其 Mask 參數(shù)：選中子系統(tǒng)模型，然后選擇菜單“ Edit”中的，在對(duì)話框中選擇“ Documentation”選項(xiàng)頁(yè)， 20 設(shè)置“ Mask type”為“ SubSystem AlteraBlockSet”（子系統(tǒng) Altera 模塊集），如圖 所示。 16 階 FIR濾波器模型的建立 建 立一個(gè)新的 DSP Builder 模型，將上述 4階 FIR濾波器模型建立子系統(tǒng)（ SubSystem） ,將子系統(tǒng)更名為 fir4tap， fir4tap 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示。若有錯(cuò)誤（ Error）存在， SignalCompiler 就會(huì)停止分析過(guò)程，并把錯(cuò)誤信息顯示在 Matlab 主窗口“ Command Window”命令窗口中；反之，在分析過(guò)程結(jié)束后，打開(kāi)SignalCompiler 窗口（如圖 所示），如果有警告（ Warning）存在，同錯(cuò)誤一樣把警告信息顯示在命令窗口。 DSP Builder設(shè)計(jì)流程的第一步是在 Matlab／ Simulink 中進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入的，即在 Matlab 的Simulink 環(huán)境中建立一個(gè) MDL模型文件， 如圖 所示， 用圖形方式調(diào)用 DSP Builder 和其他 Simulink 庫(kù)中的圖形模塊，構(gòu)成 4 階 FIR 濾波器節(jié) ， 如圖 所示。在此，采用一種基于 DSP Builder 的 FPGA 設(shè)計(jì)方法，使 FIR 濾波器 設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單易行，并能滿足設(shè)計(jì)要求。F P G AD S P 系 統(tǒng) 實(shí) 現(xiàn)M A T L A B/ S i m u l i n k 建模 / 仿真VHDL 轉(zhuǎn)換 / 邏 輯 綜 合 / 功 能 仿 真 /編 譯 適 配 / 時(shí) 序 實(shí) 時(shí) 仿 真 / 硬 件 配 置D S P 系 統(tǒng) 建 模D S P Bu i l d er綜合、適配布線、布局( Q u ar t u s I I )基于 IP 核的D S P 庫(kù) 16 4． FIR 設(shè)計(jì)實(shí)例 FIR 數(shù)字濾波器原理 FIR 數(shù)字 濾波器 在 數(shù)字信號(hào)處理 的各種應(yīng)用中發(fā)揮著十分重要的作用，它能夠提供理想的線性相位響應(yīng)，在整個(gè)頻帶上獲得常數(shù)群時(shí)延，從而得到零失真輸出信號(hào)，同時(shí)它可以采用十分簡(jiǎn)單的算法予以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在這個(gè)問(wèn)題得到了解決，使 FPGA 在數(shù)字信號(hào)處理方面有了長(zhǎng)足的發(fā)展。 圖 DSP處理器順序工作方式與 FPGA的并行工作方式 綜上所述，單片通用 集成電路 使用方便，但由于字長(zhǎng)和階數(shù)的規(guī)格較少，不能完全滿足實(shí)際需要。如圖 所示，在并行工作方面， FPGA 與 ASIC/ASSP 相當(dāng)，遠(yuǎn)優(yōu)于 DSP處理器。 3） FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）器件 FPGA 采用了邏輯單元陣列 LCA（ Logic Cell Array） 的 概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊 CLB（ Configurable Logic Block）、輸出輸入模塊 IOB（ Input Output Block）和內(nèi)部線（ Interconnect）三個(gè)部分。 面對(duì)當(dāng)今迅速變化的 DSP應(yīng)用市場(chǎng)，特別是面對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展， DSP 處理器早已顯得力不從心。 但這種芯片的開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、 開(kāi)發(fā)成本高，特別是在功能重構(gòu)以及應(yīng)用性修正上缺乏靈活性，正在逐漸失去其實(shí)用性。當(dāng)然，也可以采用 IIR 濾波器，但必須使用全通網(wǎng)絡(luò)對(duì)其非線性相位特性進(jìn)行相位校正，這樣增加了設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜性。另一類是直接在頻域或者時(shí)域中進(jìn)行設(shè)計(jì)的，由于要解聯(lián)立方程，設(shè)計(jì)師需要計(jì)算機(jī)作輔助設(shè)計(jì)。 IIR濾波器和 FIR濾波器的設(shè)計(jì)方法是很不同的。將 dsp builder 的 和 Quartus 的 兩者的 路徑 都 加到 LM_LICENSE_FILE 里 ， 多個(gè)路徑之間用分號(hào) 。改進(jìn)了軟件的LogicLock 模塊 設(shè)計(jì)功能，增添 了 FastFit 編譯選項(xiàng)，推進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)編輯性能，而且提升了調(diào)試能力。系統(tǒng)設(shè)計(jì)者現(xiàn)在能夠用 Quartus II軟件評(píng)估 HardCopy Stratix 器件的性能和功耗，相應(yīng)地進(jìn)行最大吞吐量設(shè)計(jì)。 目前 MATLAB 產(chǎn)品族可以用來(lái)進(jìn)行：數(shù)值分析 、 數(shù)值和符號(hào)計(jì)算 、 工程與科學(xué)繪圖 、 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 、 數(shù)字圖像處理 、 數(shù)字信號(hào)處理 、 通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 、 財(cái)務(wù)與金融工程 。而 對(duì)于 DSP Builder 而言，它作為 Matlab 的一個(gè)Simulink 工具箱 ，使得用 FPGA 設(shè)計(jì)的 DSP 系統(tǒng)完全可以通過(guò) Simulink 的圖形化界面進(jìn)行建模、系統(tǒng)級(jí)仿真。 圖 低通濾波器的技術(shù)要求 圖中ω p和ω N分別為通帶邊界頻率；δ 1和δ 2分別為通帶波紋和阻帶波紋；允許的衰減一般用 dB數(shù)表示，通帶內(nèi)所允許的最大衰減（ dB） 的阻帶內(nèi)允許的最小衰減 （ dB）分別為α P和α N表示： 9 一般要求： 當(dāng) 0≤ |ω |≤ω P時(shí)， 20lg|H(ejw)|≤α P； 當(dāng)ω S≤ |ω |≤π時(shí)，α S≤ 20lg|H(ejw)|。數(shù)字濾波器的頻響特性函數(shù) H(ejw)一般為復(fù)函數(shù)，所以通常表示為： 其中， |H（ ejw） |稱為幅頻特性函數(shù)：θ（ w）稱為相頻特性函數(shù)，幅頻特性表示信號(hào)通過(guò)該濾波器后各頻率成分的衰減情況，而相頻特性反映各頻率通濾波器后在時(shí)間上的延時(shí)情況。 從上面的簡(jiǎn)單比較我們可以看到 IIR 與 FIR 濾波器各有所長(zhǎng)，所以在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)該從多方面考慮來(lái)加以選擇。窗口法雖然僅僅對(duì)窗口函數(shù)可以給出計(jì)算公式，但計(jì)算通帶阻帶衰減等仍無(wú)顯示表達(dá)式。相反， FIR 濾波器主要采用非遞歸結(jié)構(gòu)，不論在理論上還是實(shí)際的有限精度運(yùn)算中都不存在穩(wěn)定性問(wèn)題，運(yùn)算誤差也較小。選擇性越好，則相位非線性越嚴(yán)重。他們的系統(tǒng)函數(shù)分別為： 式 中的 H(z)稱為 N 階 IIR 濾波器函數(shù)，式 H(z)稱為（ N1）階 FIR 濾波器函數(shù)。 一般濾波器從功能上分類，和模擬濾波器一樣，可以分成低通、高通、帶通和帶阻等濾波器。 數(shù)字濾波器的分類 數(shù)字濾波器按照不同的分類方法，有許多種類，但總起來(lái)可以分成兩大類。因此，數(shù)字濾波的概念和模擬濾波相同，只是信號(hào)的形式和實(shí)現(xiàn)濾波方法不同。它精度高，穩(wěn)定性好，不存在阻抗匹配問(wèn)題，可以時(shí)分復(fù)用，能夠完成一些模擬濾波器完成不了的濾波任務(wù)。模擬濾波器（ AF）可以是由 RLC 構(gòu)成的無(wú)源濾波器，也可以是加上運(yùn)放的有源濾波器，它們是連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)。它讓某些信號(hào)成分通過(guò)又阻止或衰減另一些成分。 FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）器件 與采用 DSP 器件相對(duì)應(yīng)，用可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器，其主要適用于一些要求較高