基于fpga的高速iir数字滤波器设计与实现啊

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1、电子科技大学硕士学位论文基于FPGA的高速IIR数字滤波器设计与实现姓名：罗海申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：何旭20070601摘要摘要数字滤波器是现代数字信号处理系统的重要组成部分之一。IIR数字滤波器又是其中非常重要的一类虑波器，因其可以较低的阶次获得较高的频率选择特性而得到广泛应用。木文研究了IIR数字滤波器的常用设计方法，在分析各种IIR实现结构的基础上，利用MATLAB针对并联型结构的IIR数字滤波器做了多方面的仿真，从理论分析和仿真情况确定了所要设计的IIR数字滤波器的实现结构以及中间数据精度。然后基于FPGA的结构特点，研究了IIR数字滤波器的FPGA设计

2、与实现，提出应用流水线技术和并行处理技术相结合的方式来提高IIR数字滤波器处理速度的方法，同时又从IIR数字滤波器的结构特性出发，提出利用IIR数字滤波器的分解技术来改善IIR滤波器的设计。在IIR实现方面，本文采用VerilogHDL语言编写了相应的硬件实现程序，将内置SignalTap11逻辑分析器的IIR设计下载到FPGA芯片，并利用Altera公司的SignalTapII逻辑分析仪进行了定性测试，同时利用HP频谱仪进行定性与定量的观测，仿真与实验测试结果表明设计方法J下确有效。关键词：数字滤波器，无限长单位冲激响应，现场可编程门阵列，MATLAB，Verilog硬件描述语言Abs

3、tractDigitalfilteriSoneoftheimportantcontentsofdigitalsignalprocess．Withitsgoodcharacteristicoffrequencyselectioninlowerorderincomparison谢tllFIR．IIRdigitalfilteriswidelyappliedinmodemsignalprocessingsystems．ThispaperhasstudiedseveralcommonmethodstOdesignstableIIRdigitalfilter．Firstly,basedontllea

4、nalysisofIIRbasicrealizationarchiteetures．thearithmeticsimulationusingM√^TLABhasbeenstudiedaccordingtoparalellrealizationarchitectureofIIRdigitalfilter,andwiththesimulationresultsandtheoreticanalysis，thefinalarchitectureanddataresolutionofIIRfilterhasbeendecided．Secondly,theFPGAdesignandrealizati

5、onofIIRdigitalfilterhasbeenresearched．InordertoimprovethespeedandperformanceofIIRdigitalfilter,ontheonehand。fromthestructureoftheFPGA。thepileliningtechnologyandtheparallel—processtechnologyhavebeenstudied．Ontheothel"hand，fromthestructureoftheIIRdigitalfilter,made111Se：ofthedecomposingtechnologyto

6、improvethedesign．TheSChavebeenvalidatedbyM棚，ABsimulationandVerilogHDLprogram．Atlast，the14”IIRdi西talfilterhasbeendesignedanddownloadedintoStratixFPGAdevice．Comparedthesimulationresul招withthetestresultsusingAltera’SSignalTapIIanalyzerandHP’Sfrequencyspectrumanalyzer,thedesignisCorrect，andcanmeetthe

7、request．KeyWords：DigitalFilter,IIRFPGA，MATLAB，VerilogHDLII图目录图目录图1．1数字滤波器的理想幅频特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5图1．2IIR滤波器的直接型实现结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6图1．3IIR滤波器的级联型实现结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8图1-4IIR滤波器的并联型实现结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8图1．5有限字长乘法器的噪