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基于FPGA的数字滤波器实现技术研究

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  • 日期: 2014-03-05
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标签: 基于FPGA的数字滤波器实现技术研究

基于FPGA的数字滤波器实现技术研究

随着数字信号处理技术应用的不断深入,数字信号处理系统的实现面临着很多挑战,其中面临的四个主要问题是:速度、设计规模、功耗和开发周期。因此许多数字信号处理的实现方法被提出,其中基于FPGA的实现技术就是其中的重要技术之一。  本文以数字信号处理系统的实现为应用背景,着重研究了基于FPGA的数字滤波器实现技术。本文分为两个主要部分:  第一部分以Xilinx公司的FPGA为例,总结了FPGA设计的基本方法及设计流程,并在此基础上介绍了一种用于产品快速开发的设计方式—基于SystemGenerator的设计方式,这种设计方式向数字信号处理系统的设计者提供了自上而下的FPGA解决方案。  第二部分系统地研究了基于FPGA的数字滤波器实现技术。该部分首先研究了三种适合于FPGA的FIR滤波器实现方法,直接结构、转置结构及分布式算法。其次,讨论了针对直接结构FIR滤波器的乘法器优化技术,CSD编码和系数分解,以及针对转置结构FIR滤波器的乘法器优化技术,简化加法器图,并结合实例给出了它们的优化效果。再次,介绍了直接结构FIR滤波器中常用多操作数加法实现方法,二叉树和Wallace树,并在Wallace树的基础上提出了一种适合于FPGA的1比特多操作数加法结构,这种实现结构在实现采样字长与系数字长均为l比特的FIR滤波器时,使FPGA的资源利用率得到明显提高。最后还给出了三种FIR滤波器实现方法在FPGA中应用的优缺点及其适用性,并给出了一个带通滤波器的设计实例。  论文的研究成果已应用于“北斗一号”导航定位接收机中。

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combat
学习研究一下,多谢
2020-11-04 14:04:53回复
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