fpga的cic滤波器的设计

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1、基于FPGA的CIC数字滤波器的设计摘要：级联积分梳状（CascadeIntegratorComb，CIC）滤波器是数字系统中实现大采样率变化的多速率滤波器，已经证明是在高速抽取和插值系统中非常有效的单元，在数字下变频（DDC）和数字上变频（DUC）系统中有广泛的应用。它不包含乘法器，只是由加法器，减法器和寄存器组成，而且需要的加法器的数目也减少了许多，因此CIC滤波器比FIR和IIR滤波器更节省资源，并且实现简单而高速。本文主要讨论了CIC滤波器的基本原理和基于FPGA的仿真实现方法，具体是采用VerilogHDL语言编程，将滤波器分为积分器模块和梳状器模块2个部分，对每个模块进行具体

2、的功能分析和设计实现，最后通过Modelsim仿真对滤波器的性能进行分析，验证了设计的正确性。关键词：CIC滤波器；抽取；FPGA；VerilogHDLtheDesignofCascadeIntegratorCombFilterBasedonFPGAAbstract:CIC(CascadeIntegratorComb,CIC)filterisadigitalsystemtoachievelargechangesinmulti-ratesamplingratefilter,whichhasbeenproventobeaveryeffectiveunitinthehigh-speedextr

3、actionandinterpolationsystem.Itiswidelyusedinthedigitaldownconversion(DDC)anddigitalupconversion(DUC)systems.Itdoesnotcontainthemultiplier,butjustcomposesbyadders,subtractorsandregisters,andthenumberofneedingaddersisreducedalot.SoittakesfewerresourcesthanFIRfilterandIIRfilter.AndthespeedofCICfilt

4、erisveryhighanditisalsoveryconvenienttorealize.ThisarticlediscussesthebasicprinciplesofCICfilterandthesimulationwaybasedonFPGA.ThemodulesweredescribedwithVerilogHDL.Firstly,thefilterwasdividedintotwopartswhichwereintegrationmoduleandthecombmodule.Thenthefunctionofeachmodulewereanalyzedanddesigned

5、.FinallytheperformanceofthefilterwasanalyzedunderModelSimandthecorrectnessofthedesignwasverified.Keywords：CICfilter;Decimation;FPGA;VerilogHDL1.引言：数字滤波是数字信号分析中最重要的组成部分之一，数字滤波与模拟滤波相比，具有精度和稳定性高，系统函数容易改变，灵活性高，不存在阻抗匹配问题，便于大规模集成，可实现多维滤波等优点。级联积分梳状（Cascadeintegratorcomb，CIC）滤波器，是由Hogenauer25引入的一种非常有效的高分

6、解速率的数字滤波器结构，已经证明是在高速抽取和插值系统中非常有效的单元。它具有较好的抗混叠和抗镜像性能；它不包含乘法器，只是由加法器，减法器和寄存器组成，而且需要的加法器的数目也减少了许多，因此CIC滤波器比FIR和IIR滤波器更节省资源，并且实现简单而高速；无需存储滤波器的系数，结构规则易于拓展，无需外部控制，抽取倍数可变，对提高实时性和简化硬件有重要意义。CIC滤波器的应用范围非常的广泛：由于其具有较好的抗混叠和抗镜像性能，可以实现任意采样率的转换，因此被用在软件无线电接收机中；用于正交多速率调制系统中，但又不仅仅是局限在调制器中，只要CIC滤波器之前或之后有FIR滤波器，对CIC滤

7、波器的通带衰减进行补偿以后，都能够以很小的代价换取最大的硬件资源节省[1]；在全数字接收机中的应用，CIC滤波器与HB滤波器共同实现了数字抽取滤波器，从输入的宽带高数据流的数字信号中提取所需的窄带信号，并在低通滤波器的作用下，下变频为数字基带信号[2]；在ADC中频信号处理模块中的应用，用CIC滤波器来匹配噪声抑制滤波器，并对采样后的数据再进行下采样，以降低噪声和后端硬件成本[3]；在无线通信中的应用，如：蜂窝式无限电通信；CIC滤