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基于FPGA设计FIR数字滤波器的研究 学 院： 班 级： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 日 期： The ImPlementation of FIR Digital Filter Using FPGA Academy Class Specialty Students name Number Guide the teacher Date 目 录 摘 要 1 Abstract 2 前 言 3 第一章 绪论 5 1.1 课题的研究意义 5 1.2 FIR滤波器的几种常用实现方案 5 1.3数字滤波器概述 6 1.4 论文主要工作 7 第二章FIR滤波器的理论基础 9 2.1 FIR数字滤波器原理 9 2.2 FIR滤波器系统结构 10 2.3 FIR数字滤波器的设计 13 2.3.1数字滤波器及传统设计方法 13 2.3.2数字滤波器的MATLAB辅助设计 14 2.4 FIR滤波器的系数计算及实现结构 16 2.4.1滤波器参数设计 16 2.4.2使用FDATool设计滤波器 16 2.4.3 FIR滤波器性能分析 17 2.4.4 FIR滤波器系数量化 18 2.4.5 FIR滤波器系数导出 20 2.5 本章小结 20 第三章FPGA/CPLD简介 21 3.1可编程逻辑设计技术简介 21 3.1.1可编程逻辑器件发展简史 21 3.1.2 可编程逻辑器件分类 21 3.2 FPGA/CPLD的基本结构 22 3.2.1 FPGA的基本结构 22 3.2.2 CPLD的基本结构 24 3.2.3 FPGA与CPLD的区别及联系 25 3.3下一代可编程逻辑设计技术展望 27 3.3.1下一代可编程逻辑器件硬件上的四大发展趋势 27 第四章 FIR数字滤波器的DSP Builder设计 28 4.1 DSP Builder简介 28 4.1.1 DSP Builder的特性 28 4.2以往的FPGA 实现DSP 的开发流程 29 4.3 DSP Builder 的设计流程 30 4.3.1 DSP Builder 的设计规则 33 4.4 FIR数字滤波器的算法模型 37 4.4.1 4阶FIR滤波器节设计 38 4.4.2 16阶FIR滤波器模型设计 40 4.4.3基于DSP Builder的滤波器模型仿真 43 4.5自动生成VHDL代码 45 4.6 总结 47 第五章 数字滤波器的FPGA实现 48 5.1 FPGA开发工具的介绍 48 5.1.1 QuartusII软件简介 48 5.1.2 实现的硬件基础StratixII 50 5.2自动完成综合适配流程 51 5.3 结论 52 第六章 总结与展望 54 6.1 总结 54 6.2 展望 55 总 结 56 谢 辞 58 参考文献 59 附录一 滤波器的设计参数表 61 附录二 翻译 62 英文原稿 62 中文翻译 79 摘 要 滤波技术是信号分析、处理技术的重要分支，是控制电磁干扰,保证设备电磁兼容性,提高可靠性、必威体育官网网址性的重要技术。FIR（Finite Impulse Response）滤波器是数字信号处理的基本算法之一，是一类较为重要的线性时不变系统，广泛应用应用于数字通信、雷达、声纳、地震学、导航系统、生物医学和工业控制等领域。 Matlab中的FDATool设计工具设计出滤波器系数；再用DSP builder技术对16阶FIR低通滤波器进行了硬件模块设计,并进行了功能仿真。结合了MATLAB与QuartusⅡ进行软件验证和硬件仿真的设计步骤，最终在Altera公司的StratixⅡ芯片上编程并检查滤波器的设计要求。结果表明此方法能直观的检验滤波器的设计效果，便于优化设计参数，提高设计效率和成功率。 关键字：FPGA(现场可编程门阵列)，FIR数字滤波器，DSP Builder, Matlab,QuartusⅡ，SimulFiltering technology is an important branch in signal analysis and processing domain. It is the important technology to co