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FIR数字滤波器的模型化实现

范文

苏刚

摘要：滤波器是一种频率选择电路，基于FPGA的FIR数字滤波器的模型化设计方法相比传统的RTL设计方法，有很多优点。

关键词：FIR数字滤波器;数字信号处理;模型化设计;FPGA

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.124

1FPGA 模型化设计流程

使用FPGA开发设计数字电路，简单快捷。利用MATLAB软件的Simulink功能，结合FPGA开发工具，可以自动生成硬件描述语言，提高硬件设计效率。本文借助Simulink工具下的DSP Builder模块，开发设计ALTERA FPGA，利用DSP Builder模塊自动生成硬件描述语言VHDL，然后再用FPGA开发软件Quartus II进行下一步开发，克服了人工编写VHDL语言的困难。该开发流程是从上到下的模型化设计流程。

具体流程如下：

2 FRI模块设计

通过对FIR滤波器的模型化设计进行仿真，得出了滤波器模块的仿真结果，该结果与 MATLAB算法仿真验证的结果一致，表明模型化设计算法的正确性毋庸置疑。硬件模块算法验证正确以后，就可以通过signal compiler模块将MDL文件映射成硬件描述语言，这里用的是ALTERA公司的FPGA，选择VHDL语言。在 simulink环境中可以进行 HIL硬件环节的仿真验证，这种验证需要连接具体的 FPGA开发板，更接近实际的仿真结果，区别于前面的算法级仿真，这种验证方法大幅度提高了仿真的效率和可靠性。在本文中，直接配置FPGA，用Quartus进行验证，省去HIL验证个步骤。

3 结论

从上面的表格可以非常直观地看出来，用模型化设计方法所占用的资源比传统设计方法所占用的资源要少很多，当然与传统设计方法所使用的代码的数量和质量也有关系。但是，采用模型化设计方法比传统设计方法毕竟有很大优势。用传统设计方法需要耗费很多时间和精力的验证代码的正确性，而用模型化设计方法完全可以省略这一步，代码的正确性也就是算法的正确性在simulink仿真这一步就已经完成了。相比传统设计方法而言，模型化设计方法的优势非常明显，所以本论文采用模型化设计方法。

参考文献：

[1]Yajian Jiang，Guiming Shen.FPGA signal processor application study radar and combat.1999.

[2]Naidong Luo.Transfer interface design based on LVDS technology 2008.

[3]张永浩.三相弧焊逆变电源PFC中双DSP控制系统[D].吉林大学.

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