摘 要在这个数字信息迅速发展的时代，传统意义上的逻辑运算已经不能满足现代通讯设备的快速发展了。于是就有了FPGA技术的出现，FPGA主要是在数字逻辑上进行的运算、设计。而数字滤波器以其良好的线性特性被针对性的大量使用，在通信、图像处理、模式识别、频谱分析等领域也有着广泛的应用。因此FPGA可以实现FIR滤波器具有实时性高、精度高、处理速度快的特点。本课题要设计了一种基于FPGA的FIR滤波器设计与实现的方案，研究基于FPGA芯片、FIR滤波器的原理与方法，实现算法是采用的分布式算法，在这基础上设计一个4阶的滤波器，需要借助DSP来设计电路，实验的结果显示还要用Quartus来仿真，验明正确性对比两个输入信号在经过滤波后的变化，判断IP core在FPGA上是否能正常实现滤波器转换。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外发展状况 1
第二章 系统方案设计 3
2.1系统总体结构设计 3
2.2数字滤波器的概述与分类 4
2.3FIR滤波器的工作原理 5
2．4 FPGA概述 6
第三章 硬件设计 8
3.1.FPGA 芯片内部结构组成 8
3.1.1可配置逻辑块（CLB） 8
3.1.3 FPGA的内部布线 9
3.1.4嵌入式RAM 10
3.1.5 FPGA设计流程 10
第四章 软件设计 13
4.1软件设计流程 13
4.2 DSP搭建滤波器的模型 14
4.3 QuartusII软件 14
第五章 试验和总结 15
5.1实验要求 15
5.2准备工作 15
5.3实验结果 15
5.4总结 16
结束语 18
致 谢 19
参考文献 20
附录A硬件连接图 21
附录B源程序代码 22
第一章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
随着数字技术越来越广泛的应用在工程 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
技术领域中，在现代数字信号处理中，如何才能在嘈杂的背景声和其他信号干扰下中接受到不失真，线性稳定的信号，是现代通信最需解决的问题。FIR滤波器可以避免模拟滤波不能解决的一些实际问题，如电压漂移、温度偏移和噪声等问题，FIR系统只有零点、系统稳定，便于实现FFT算法、线性相位的特性和设计更为灵活，可以满足滤波器对幅度和相位特性的严格要求，在数字滤波器中，有限冲激响应（FIR）具有无限冲激响应（IIR）没有的一些特点，例如线性相位的特性和设计更加的合乎情理，这是因为FIR滤波器系统更加的稳定没有零点，而且实现FFT算法也更加地方便、快捷。也满足了数字信号处理过程中的一些严格的要求，比如在幅度、线性特性等方面的要求。所以本课题主要讨论FIR滤波器。所以目前在雷达接收、图像处理，音视频处理以及模式识别上FIR滤波器都有广泛的应用。
FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。,构建模块和底层架构对于开发一个高效利用资源的解决方案是很重要的。因为FPGA提供可重复编程的硬件，因此它结合了软、硬件系统的优点。基于FPGA的机器视觉系统具有良好的性能、能耗低而且体积小，在视觉系统中具有良好的应用前景
1.2 国内外发展状况
随着通信技术的快速发展，各种通讯控制设备和控制器在数字滤波器中被广泛的使用，尤其是在电子电路的数字信号处理当中，会被放到很多电子仪器的运行中去使用，所以在进行滤波器的选择时，开发商要考虑选取滤波器的样式与性能，而滤波器的设计好坏往往直接跟电子产品的优劣性是相关的，所以有关于滤波器的研究设计方法往往被每个国家的科研方面所重视。现在市场上主要用于数字信号处理两种发方法是硬件实现和软件实现，而软件实现的办法主要是采用汇编语言进行编译程序来处理数字信号的信息。就目前国内外的市场看来，已经有很多公司开始投入研究不同的软件语言处理系统。而在硬件方面则有很多技术已经投入使用，并且得到了很好的响应，比如在DSP(数字信号处理)、ASIC(专用集成电路)，相较于DSP，ASIC的运行性能好一点。主要是有针对性的对某一部分特定功能而设计，灵活性没有那么好；相反的，DSP是现在软件编程上被广泛运用的，适用性很强，具有可编程能力。我国在DSP技术上来时的还算早，现在与国外研究基本保持同步。但FPGA 相对于国外的发展就有一点晚了，但现在全国也有100多所高校从事FPGA的教学与研究中，在信号处理上与国外保持一致，
国外的Xilinx公司、Altera公司等在FPGA技术上面都取得了不错的研究效果，但也有一些不足的地方，如前期投入成本比较高；所以在自行研发方面还是存在着严峻的考验，目前国内从事FPGA的开发商已经越来越多了，并且技术也是越发的成熟，逐渐向国外的公司看齐，现在国内也有专业的FPGA外协开发厂家，比如北京中科鼎桥ZKDQTECH等。
1.3 本文的内容及安排
本设计要实现基于FPGA的FIR滤波器设计。，一开始先要架构在DSP信号处理中的原理图或者是汇编程序语言，再在Quartus软件中进行硬件仿真，再烧录到FPGA的芯片中，FPGA能够直接完成排版布线，完成实验。在开始正式的课题研究前，要确定下具体的实验构造体系，了解相关方面的信息。了解要研究对象FPGA内部结构的组成以及每个模块的功能与作用、熟悉相关的电路设计构造，理清楚FIR滤波器运行的理论基础跟工作原理，大题有一个制作思路后再开始制作设计，设计框架主要包括系统的硬件设计方案，即每个模块的内部构造、软件设计方案则是运行过程的原理图和流程图等。原理图可以通过DSP处理出来，流程图的呈现则是需要对整体思想有准确的构成之后再进行设计，了解并对比国内外在此技术上的研究，选取最佳的方案，将实验所需跟FIR之间相互联系到一起，完成本次的课题研究跟程序的编译，得出相应的结果图，并得出相关结论，最后将设计的最终结果进行展示。除此之外还要研究在FPGA基础上新开发的IP Core板子的功能，验证IP板子是否能将复杂的波形经过过滤之后变成有规律的波形。

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