1. 研究目的与意义
随着现代电子通讯等技术的发展，人们对信号处理的要求越来越高，传统的模拟信号已由dsp技术替代。通过对信号进行滤波，变化，分析等一系列过程达到信号处理的目的，随着信息时代的到来数字信号处理已在图像，语音，军事等方面得到广泛运用。因为其不仅速度快，灵活性强，同时还可以提高设备的实用性大大降低了费用还缩短了研制时间。
fpga能得到广泛运用是因其有许多独立的模块组成，用户通过对各模块编程将这些模块连起来以实现不同的设计。fpga在灵活性和集成度等方面结合了mpga和cpld两者的优点，因此具有更强的功能和应用前景。
数字滤波器在在数字信号处理技术中具有非常重要的作用，同时应用相当普遍。与模拟滤波器相比数字滤波器具有精度高，可靠性好，灵活性高，易于大规模集成以及成本低等优点，已在许多领域逐步代替传统的模拟滤波器。本文采iir滤波器，因其与fir滤波器相比能通过较低的阶数获得较高的选择性。基于fpga的dsp克服了传统dsp的很多技术问题，在实时性，可靠性，系统重配性和硬件重构性等方面具有突出的优势。本文对iir滤波器设计中的乘法运算和分布式算法及有效字长进行研究和解决。将数字信号处理和fpga相结合在通信等领域上都具有广泛的前景。
2. 国内外研究现状分析
目前，可以通过软件和硬件两种方式来完成数字滤波器的实现。可以自己编写程序或者使用现成的程序在计算机上执行出滤波器所要完成的运算，这种方法称为：软件实现。就这种方式国内外也研究出了针对不同的语言的信号滤波处理软件包，但是这种方法运行速度很慢，难以对信号进行实时处理，要想要达到高速处理的目的就必须付出很高的代价，因此这类方法只用于教研而不用于生产。硬件实现是通过设计专用的数字滤波硬件来达到信号处理的目的。例如：单片机，dsp,asic等。其中，单片机速度最慢；而asic虽然性能良好，但只局限于某一或某几个特定的功能，灵活性较差；dsp因为其灵活性好，适应性强，具有可编程功能且运行速度快而被广泛应用。
随着无线通信和多媒体技术的发展，需要采用处理速度更高的硬件来实现dsp同时对dsp的应用要求也不断增高。在单片上集成dsp应用进一步推动了vlsidsp这一领域的发展，但是由于其自身的技术跟不上还是让这种解决方案在dsp的许多新领域上的无法应用。在许多新的应用领域中，以dsp为核心的dsp系统具有很大的局限性。而fpga在各指标达到片上系统的要求后，它所具有的一些特性使其成为dsp应用的好方案之一。在实时图像处理和3g移动通信基站等常见的生活领域，基于fpga的dsp既能够保持软件解决方案的灵活性又能接近asic的特性。
有许多国外的研究机构在这方面有比较突出的成果，denmark大学的研究小组重点研究fpga实现无乘法的数字滤波器算法。加州大学的研究小组开发出了用一片fpga可重构每帧4次完成视频和图像的压缩和传送的视频通信系统。
3. 研究的基本内容与计划
本文分三个方面研究：
1.将常系数iir滤波器的直接型、并联型和级联型三种类型进行比较，分析和讨论出最能提高滤波器性能的设计方法。
2.通过比较传统mac算法和iir滤波器，得出分布式算法的优势以及不足之处，为了达到速度快并且硬件规模小这两个目标，采用了串行和并行相结合的设计方案。
4. 研究创新点
数字滤波器在今后的信号处理系统的滤波器中处主流部件，将在更多的数字信号处理领域得到广泛应用。本文研究基于FPGA设计稳定的IIR数字滤波器的相关理论，开发技术，设计方法，及实现与测试。
