基于CSD编码的FIR数字滤波器优化设计开题报告

1. 研究目的与意义

为了减少fir滤波器对fpga资源的消耗，设计了对称转置结构的fir滤波器，并采用优化csd编码，使滤波器运算单元得到更多的资源复用。

该设计应用dsp builder建立模型，以图形化界面实现一个16阶的低通fir滤波器，并用modelsim和quartusⅡ进行仿真。

将利用优化csd编码设计的fir滤波器和用最佳csd编码设计的滤波器进行对比，结果表明前者使用更少的fpga资源，且优化设计的fir滤波器较直接乘法实现方式及分布式实现方式节省较多的硬件资源，具有实现流程快速、灵活以及调试方便等优点。

2. 国内外研究现状分析

自从1984年美国Xilinx公司率先发明FPGA(用户现场可编程门阵列)的概念以来,FPGA技术随着亚微米CMOS集成电路制作技术的成熟不断深层次发展。随着核心器件的集成度不断增大,器件价格不断下降,FPGA以其现场设计、现场修改、现场验证、现场实现的可达数万门级的数字系统单片化的应用优势,逐渐受到各国电子系统应用领域的设计工程师广泛的关注和欢迎。

随着科技的发展,电子电路的设计正逐渐摆脱传统的设计模式,而采用FPGA 来设计电子电路正成为设计的趋势。这是因为采用FPGA 设计电子电路不仅开发时间短,资金投入相对少,且可将电路板级产品集成为芯片级产品。纵观可编程逻辑器件的发展史,FPGA 在结构原理、集成规模、下载方式、逻辑设计手段等方面的每一次进步都为现代电子设计技术的革命与发展提供了不可或缺的强大动力。在数字处理中,滤波占有重要的地位。数字滤波在语音和图像处理、HDTV、模式识别、谱分析等应用中经常用到。与模拟滤波相比,数字滤波具有很突出的优点。例如它可以满足滤波器对幅度和相位特性的严格要求,可以避免模拟滤波所无法克服的电压漂移、温度漂移和噪声等问题。有限长冲激响应(FIR)滤波器,由于FIR 系统只有零点、系统稳定,便于实现FFT算法、运算速度快、线性相位的特性和设计更为灵活等突出优点而在工程实际中获得广泛应用。

3. 研究的基本内容与计划

论文主要包括以下一些内容：

1. 熟悉fpga技术手册，熟练应用quartus ii 6.0集成开发工具；

2. 将fir数字滤波器在一片fpga芯片中设计实现；

4. 研究创新点

本文所介绍的基于FPGA采用多种算法实现FIR滤波器的方法，在提高系统运行速度和节省硬件资源方面具有很大的优势。而且，通过改变阶数和查找表中的系数，还可以将此设计灵活地运用于实现高通、低通和带阻滤波器，可移植性较好。因此，这种方法在高速数字信号处理中将有很好的应用前景。