高通FIR数字滤波器的FPGA实现开题报告

全文总字数：3240字

1. 研究目的与意义

对于当今信息领域，数字信号处理技（digitalsignalprocessingtechnology

）已经变的相当迅速与成熟。一般的信号解决问题无处不在，信息技术的基本概念与研究理念已经触及到几乎所有的现代科技范畴，比如电路与体系，电磁场和微波，电气工程，航天航空科技，生物医学，导航、制导与控制，动力工程，环境工程等。

一般地我们所说的滤波器即一种具有频率选择作用的网络，它可以让某些信号成分变得很小，这样就可以实现它的功能，防止它无法顺利地达到要求，对其他信号成分则需要非常多的衰减来将它过滤掉。滤波器经常用来过滤选定频率的频点以及除了这个频点外的频率信号，来达到干扰的消除效果，获取特定频率信号的功能。广义的讲，滤波就是把一个信号处理成为另一个信号的过程，因此，滤波器是一个系统装置。其中，滤波器大致由模拟以及数字的为主。

2. 国内外研究现状分析

作为嵌入式系统的基础元件之一，fpga的面貌正日新月异：逻辑单元不断增加、单位成本和功耗不断降低,而根本的设计灵活性和快速转换能力却始终未变。在变与不变的共同推动下,fpga的价值发生了变化,它已从纯粹的建模工具发展成为适合中小批量生产的应用器件,而其应用也从早期的嵌入式通信系统扩展到了低成本的消费电子。

fpga之所以越来越多地在嵌入式系统中得到应用,主要得益于它在低成本和低功耗两方面均取得了很好的进步,从而能够满足oem日益紧迫的上市周期、不断缩减的成本结构和低功耗要求。内外两个因素正驱动着这种以价值为基础的fpga市场的高速发展。act公司中国区经理夏明威如是说，内因是fpga单位成本的急速下降。凭借半导体工艺技术的不断进步和制造效率的提高,fpga已在很多对成本高度敏感的市场上与asic平分秋色。

市场分析师对可编程逻辑器件市场的预测也验证了这一趋势。首先据市场调研公司gartnerdataquest预测，2003到2008年，整体可编程逻辑市场的复合年均增长率达38%；其次,他们预测这一增长是由汽车和消费电子应用驱动的。他们还认为,fpga在消费电子中的应用将于2008年超过10亿美元,即接近其2002年营收水平的10倍。增长的推动力主要来自全球数字和高解晰度广播电视传输标准、游戏和多媒体娱乐系统、lcd和等离子显示技术、以及家用dvr和dvd-w技术应用的不断上升；在汽车领域，fpga将越来越多用于驾驶室内娱乐系统和gps导航系统、信息、通信和安全系统。以fpga为核心的pld产品是近几年集成电路中发展得最快的产品。随着fpga性能的高速发展和设计人员自身能力的提高,fpga将进一步扩大可编程芯片的领地,将复杂专用芯片挤向高端和超复杂应用。目前fpga的发展趋势主要体现在以下几个方面：

3. 研究的基本内容与计划

本文探讨基于fpga硬件地高通滤波器实现，开始将数字信号进行简要叙述，对数字滤波器的优点进行了阐述，同时对比了fir滤波器和iir滤波器的相关属性，分析了fir滤波器具有的优势，给出了它独有的线性相位组织的好处。之后对fir滤波器的设计途经一一地列举出来，阐述它的设计原理并针对每种方法设计做出深层次的探讨，对它的设计流程以及设计步骤做了详细的介绍，并将重要的步骤截图标注在文章中，设计完成后，用逻辑验证仪signaltap ii和示波器对所做的高通滤波器采取功能的仿真验证。

具体安排如下：

一：将选题的一些探讨背景以及它的应用价值做了简单的叙述，学习和研究了滤波器的概念和种类，并比较fir和iir的不同之处，得出了fir滤波器的优点和它的实现途经，着重描述了两类基于fpga硬件实现技巧，一个为利用matlab/dspbuilder制作工具中的窗函数法，另一个为通过使用等波纹最佳优化法来实现fir滤波器的功能；

4. 研究创新点

本次毕业设计重点研究了滤波器的设计原理与实现方法，前面介绍了数字滤波器的相关原理与基础知识，之后研究比较了FIR与IIR的特点异同，研究了滤波器的相关应用情况。之后研究了设计的相关情况，阐述了设计方案，本文采用了两种方法来实现。在设计滤波器原理图之前，首先根据它的设计目标采用设计工具来计算出它的系数，并且可以获得它的幅相特性，这样的话，可以达到比较理想的效果，也更具有非常好的效果。