基于FPGA的16阶FIR滤波器的设计

研究了一种16阶FIR滤波器的FPGA设计方法,底层采用VHDL语言描述设计文件,顶层使用底层产生的模块连接组成FIR滤波器,并在MAX plusⅡ上进行了实验仿真和时序分析。对如何优化硬件资源利用率、提高运算速度等工程实际问题进行了探讨     

一种基于FPGA的高效FIR滤波器的设计与实现

该文在介绍有限冲激响应(FIR)数字滤波器理论及常见实现方法的基础上,提出了一种基于FPGA的高效实现方案.该方案采用对称结构、加法和移位代替乘法运算、优化的CSD编码、流水线和级联技术等方面对传统的设计方法进行了改进,并借助FPGA滤波器芯片和Quartus Ⅱ软件、Matlab软件对该方案进行了仿真验证.仿真实验结果表明:此种FIR滤波器的实现方法运算速度快、实时性好、节省硬件资源,其性能优于传统的FIR滤波器设计方法.     

NLFM脉冲压缩及其FPGA时域实现

介绍非线性调频(NLFM)信号的产生原理和设计匹配滤波器实现脉冲压缩技术的方法.使用MATLAB工具产生NLFM脉冲及雷达回波信号,基于FPGA器件EP2C35F672C8设计分布式FIR结构的匹配滤波器,实现脉冲压缩技术,对采样、量化后的回波信号进行脉冲压缩处理,最后使用Modelsim对脉冲压缩后的回波信号进行波形仿真,检测匹配滤波器的设计效果.整个电路设计采用全流水线并行执行的结构,占用硬件资源:2 468个逻辑单元、2 073个寄存器、25 KB的RAM.利用FPGA芯片丰富的BRAM和LAB代替乘法器IP,打破硬件资源对滤波器长度的限制.     

基于DSP Builder的格型FIR滤波器的设计与实现

目的 研究提高格型FIR滤波器的运算速度、优化硬件资源利用率的方法.方法 研究了格型FIR滤波器结构特点,提出了一种改进的格型FIR滤波器结构.并基于FPGA芯片,利用DSPBuilder技术,将MatLab/simulink设计工具和QuanusⅡ设计工具有效的结合起来,设计了所提出的改进的格型FIR滤波器.结果 通过计算机仿真分析,改进后的格型FIR滤波器的最高工作频率和占用的LE等性能指标有了很大提高.结论 DSP Builder是进行数字信号处理的一种有效方法.所提出的改进的格型F1R滤波器能够提高格型FIR滤波器的运算速度,降低硬件资源利用率.     

基于FPGA+USB2.0多通道数据采集系统设计

针对传统数据采集系统中主控制器升级慢和传输芯片速率低等弊端,利用FPGA内嵌FIR滤波器抗干扰、现场可编程性、容易升级与更新以及USB接口通用性好、传输速率快的优点,设计了基于FPGA+USB2.0多通道数据采集系统,能够完成4路最大采样频率150 kHz、精度为12位的数据采集和传输,实现了高精度数据采集。     

一种FIR滤波参数可调的电压采集模块设计

为了有效滤除电压采集信号中的高频噪声,提出了一种有限长单位冲激响应(FIR)滤波参数可调的电压采集模块设计方案。基于高级精简指令集微处理器(ARM)和现场可编程门阵列(FPGA)的硬件平台,采用FIR数字滤波器滤除采集信号中的高频噪声。ARM根据采样频率、截止频率等滤波参数自动生成滤波器系数。FPGA采用改进后的直接型滤波器,根据滤波参数调整滤波器结构,完成滤波系数与采集数据的运算。ARM与FPGA协同工作实现参数可调的FIR滤波器。实验结果表明:本文电压采集模块电压具有较高的采集精度,采集相对误差绝对值最大为0.22%。本模块能够根据设置的滤波参数,自动完成FIR滤波系数计算和滤波器结构调整,在信号采集的同时完成数据滤波,有效滤除信号中的高频噪声。     

基于DA算法的FIR滤波器硬件实现

高速FIR滤波器是数字接收机中中频处理的关键组成部分，传统的基于通用DSP的实现方法往往满足不了要求，而基于FPGA的硬件设计在速度上有很大的优势。因此，研究了采用DA算法的FIR硬件设计，分析了如何在逻辑资源占用和处理速度上进一步提高性能，并以16抽头8 bits FIR滤波器为例在XCS05的FPGA芯片中进行了实现。     

基于IP核的FIR低通滤波器的设计与FPGA实现

本文利用FIR有限冲击响应滤波器IP核,设计了截止频率为500Hz的FIR低通滤波器,在Simulink中建立了仿真模型并进行了仿真。最终在EP2C35F672C8型号FPGA上得到了最高响应频率为151.88MHz的高速FIR低通滤波器。设计效率和滤波器性能得到了极大的提高。     

用FPGA实现FIR数字滤波器的新方法

在介绍用FPGA设计FIR数字滤波器常用的正则有符号数字量（CSD）编码技术和分布式算法（DA）的基础上,提出了一种改进的实现方法.该方法根据滤波器系数的特点将滤波器分为两个部分,一部分采用CSD编码技术设计,一部分采用DA算法设计.通过Quartus2软件仿真,在Cyclone EPEC6Q240C8芯片上实现了多个FIR数字滤波器.实验结果表明：改进的实现方法在一般情况下更加节约芯片面积,且实现的FIR数字滤波器完全达到了性能要求.     

基于FPGA的字串行FIR滤波器的实现

根据字串行算法,使用字串行加法器、字串行乘法器和延时器基本功能模块,构建了一种基于FPGA的字串行FIR滤波器.与传统的位串行方式相比,构建的字串行FIR滤波器提高了运行速度,减少了硬件消耗,可更好的协调速度与占用面积的关系.并通过几种5阶FIR滤波器实现性能的比较,得出字长N=2的字串行FIR滤波器具有最小的面积—时间积.     

采用Karatsuba算法在FPGA上实现双精度浮点乘法

双精度浮点运算广泛应用于数值计算和信号处理中,在IEEE754标准中实现两个双精度浮点乘法需要一个53 bit×53 bit的尾数乘法器,这样的一个乘法器若采用FPGA实现需要大量的硬件资源。将Karatsuba算法应用于浮点运算器中,采用FPGA实现了一个浮点乘法器,与传统方法相比该乘法器占用硬件资源较少。     

高速FIR滤波器设计与FPGA实现

文章主要研究了基于传统的乘累加(MAC)结构的FIR滤波器设计的2种方法,在此基础上研究了一种新的基于分布式算法(DA)的FIR滤波器设计的硬件结构,分析了DA算法结构较MAC结构的优点。最后设计了一个8阶8 bits的基于DA结构的FIR低通滤波器,并在Altera FPGA上进行硬件实现。     

应用于声波测井的FIR数字滤波器设计

摘要：为了提高声波测井数据采集的精度,利用MATLAB设计了一种可以在FPGA中实现的FIR滤波器。根据声波测井数据特点选取汉宁窗设计滤波器,根据FPGA的特征对滤波器系数进行了量化。通过信号仿真分析表明信噪比可提高6dB。硬件实现后通过对实际声波测井数据的测试表明,信噪比得到明显改善,该方法也可作为数据压缩和抽取时的前端处理。     

通用型FIR滤波器的实现

阐述了数字滤波器的几种分类，递归型数字滤波器的总的设计方法，对阶数较大的滤波器的硬件资源进行了优化，在FIR滤波器抽头系数产生原理的基础上，提出了一种通用型的FIR滤波器的设计算法。     

DA自适应数字滤波器在FPGA中实现的改进研究

在自适应滤波器的设计中，滤波阶数增加时，保持滤波器的吞吐量成为了设计的难点。文章根据最小均方（LMS）算法自适应FIR数字滤波器的基本原理，介绍了一种改进型分布式算法DA自适应FIR数字滤波器在FPGA中的设计方法。设计在QuartusⅡ中编译、仿真、综合后下载到Stratix FPGA中较好地解决了滤波器阶数增加与吞吐量之间的关系。     

有限冲激响应滤波器的设计与实现

提出了采用现场可编程门阵列(FPGA)器件实现有限冲激响应(FIR)数字滤波器的方案，并以一个8阶低通FIR数字滤波器的实现为例，设计并完成软硬件仿真与验证．结果表明，电路工作正确可靠，能满足设计要求．     

一种应用于嵌入式FPGA卷积神经网络加速器的串行乘法器设计

为满足神经网络中多种位宽数据计算的动态需求,从而提升硬件资源的能效,提出一种位串行乘法器设计—以1 bit的计算逻辑为核心,将多位数据的并行乘操作转化为每个周期进行1位数据乘操作的串行计算方式.为进一步提升硬件资源的利用率,在此基础上提出多通道位串行乘法器阵列同时进行多个数据的并行计算.实验结果显示,在最大支持位宽为8 bit的条件下,单通道位串行乘法器的LUT资源使用量是并行乘法器的41%,LUT资源有效利用率是并行乘法器的1.32倍;当通道数为8时,多通道位串行乘法器阵列的LUT资源使用量是多通道并行乘法器阵列的29%.该结构实现了硬件资源和性能之间的平衡——提高硬件资源的利用率从而提升计算效能.     

基于分布式算法FIR滤波器的FPGA设计

FIR滤波器是一种被广泛应用的基本的数字信号处理部件。针对采用常用方法设计实现FIR滤波器存在的问题,提出基于分布式算法设计并在FPGA上高效实现严格线性相位FIR滤波器的方案,通过编程仿真得到满意的结果。该方法实现FIR滤波器器件体积小、性能可靠、价格低廉、设计周期短,可作为高速数字滤波设计的较好方案。     

基于FPGA与Matlab的最优FIR数字滤波器设计

FIR滤波器是一种被广泛应用的基本的数字信号处理部件,针对常用的软、硬件方法设计实现FIR滤波器存在的问题,提出采用Matlab的切比雪夫等波纹逼近方法．设计并在FPGA上高速并行实现,严格线性相位FIR滤波器的方案。     

一种在FPGA上实现FIR数字滤波器的资源优化算法

针对原有在FPGA上实现高速FIR滤波器的移位加算法,进一步分析了算子调度的具体过程,讨论了在不同情况下该算法所能达到的最省资源的算子调度方案,并提出了优化的具体规则。在Xilinx spartan3系列FPGA上的实现结果表明,对于16阶固定系数FIR滤波器,相比于原有的移位加算法以及Xilinx Coregen^TM生成的同等规模的分布式算法滤波器,采用优化算法后的FIR滤波器可节省资源分别达11.7%和29.7%。