基于DSPBuilder数字滤波器的FPGA设计

基于DSPBuilder数字滤波器的FPGA设计

ValueEngineering·141·

基于DSPBuilder数字滤波器的FPGA设计

FPGADesignofDigitalFilterBasedonDSPBuilder

雷能芳LeiNengfang

（渭南师范学院，渭南714000）

（WeinanTeachersUniversity，Weinan714000，China）

摘要：现场可编程门阵列(FPGA)器件广泛应用于数字信号处理领域，而使用VHDL或VerilogHDL语言进行设计比较复杂。提出一种采用

DSPBuilder实现IIR数字滤波器的设计方案，按照Matlab/Simulink/DSPBuilder/QuartusⅡ的设计流程，设计了一个4阶IIR低通数字滤波器，并通

过QuartusⅡ软件中的嵌入式逻辑分析仪SignalTapⅡ对设计进行了硬件实时测试。结果表明，所设计的IIR数字滤波器功能正确，性能良好。

Abstract:FieldProgrammableGateArray(FPGA)devicesiswidelyusedinthefieldofdigitalsignalprocessing,butitiscomplicatedtodesignusingVHDLorVerilogHDL.AmethodofdesigningIIRdigitalfilterbasedonDSPBuilderarepointedout.Thena4-orderlow-passIIRdigitalfilterwasdesignedaccordingtotheprocessofMatlab/Simulink/DSPBuilder/QuartusⅡ,andthepracticaltestwasfinishedbasedonSigna1TapⅡofQuartusⅡsoftware.Theresultshowsthedesignedfiltercorrectinfunctionandgoodinperformance.

关键词：FPGA；无限长脉冲响应滤波器；DSPBuilder；QuartusⅡKeywords:FPGA；IIRfilter；DSPBuilder；QuartusⅡ

中图分类号：TN911.72

文献标识码：A

文章编号：1006-4311（2011）07-0141-02

0引言

数字滤波器是现代数字信号处理系统的重要组成部分之一，具有模拟滤波器所无法替代的新特性，因此在通信、语音与图像处理、自动控制等领域有着广泛的应用，它对于降低噪声、提高信噪比及信号的频谱纯度等方面有着重要的意义。数字滤波器根据单位脉冲响应的不同，可分为FIR（有限长脉冲响应）滤波器和IIR（无限长脉冲响应）滤波器，FIR的优点在于具有良好的相位特性，IIR的优点在于具有良好的幅频特性，可以根据不同的系统性能要求选择不同

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基金项目：渭南师范学院重点科研计划项目，项目名称：加热炉温度模糊控制

系统研究，项目编号：09YKF005。作者简介：雷能芳（1973-），女，陕西澄城人，渭南师范学院物理与电子工程系

讲师，研究方向为数字信号处理技术。

的滤波器。目前滤波器的主要实现方法：单片通用数字滤波器集成

电路，该方法简单方便，但由于其字长和阶数不能调节，且规格较少，难以满足实际需要；采用DSP器件，DSP集成了许多专用函数，设计数字滤波器相对简单方便，其应用也最为广泛，DSP器件性能也不断提高，但在某些要求实时性、高速处理场合则受到很大限制；FPGA（现场可编程门阵列）以其优越的实时性和设计的灵活性成了控制系统中重要的一部分，在FPGA上实现滤波器，使滤波器能适

[1]

用高速场合。

文章介绍基于DSPBuilder设计IIR数字滤波器的相关理论及其FPGA实现方法。

1IIR数字滤波器原理及结构

IIR数字滤波器的主要特点是系统含有反馈支路，结构上是递归型的，系统的单位脉冲响应是无限长的。IIR数字滤波器在结构上时可以与同学、老师分享实习过程中体会与问题。

使用论坛应加入审核功能，需要加强管理与监控，使其发挥积极作用。论坛涉及的数据量大、其子系统也更多，此模块并非必需，可以选用。

4如何充分发挥“系统”的作用

此系统从技术实现上看是容易实现的，难点是系统运行后用户工作的开展。任何工作归根结底还是人的工作，如果实习管理人员在工作中出现懈怠，不及时督促学生认真完成注册，则该系统将形同虚设。为此，学校应注意做到：

4.1引导学生正确使用“系统”要在学生实习前做好充分的动员工作，使学生从思想上认识到要求其定期注册是学校对学生的关怀，是实习过程中必要的实践任务，更是实习得以顺利进行的保证。同时还要对学生进行必要的技术上的培训，使其学会独立操作该系统。由于“系统”设计的“傻瓜”化，对已经学习多年计算机应用的学生而言，该系统操作培训在很短的时间内即可完成。

4.2加强管理人员培训除了在技术上对管理人员进行培训外，充分发挥“系统”作用的关键还是管理人员自身要加强事业心与责任感。实习管理人员的工作要及时到位，在发现实习生未注册后应立即与实习生取得联系，问明原因，解决学生所遇到的问题。而不能把所有的事情推给“系统”了之。

网络化的管理系统是实习管理的发展趋势，但传统的被动式的管理系统作用有限，改变管理系统的设计思路，使管理系统的管理模式从被动式向主动式转变，将对有力推进实习管理工作的开展。

参考文献：

宜，系统在上次注册时间的基础上加上5天作为下次注册的开始时

间，加上8天作为下次注册的结束时间，使学生有三天的注册时间，不至于因为时间过短学生来不及注册。过于频繁的注册会使学生产

而时间过长则难以保证信息的有效性。生厌烦情绪，

3.2统计分析模块统计分析模块为实习管理人员提供信息，主要功能是：①查询功能。按班级、实习单位、地区等设置关键字，管理人员可以通过点击某关键字查询实习生相关信息。②统计功能。对未及时注册的实习生进行统计，将相关学生信息自动发送到对应的实习管理人员信箱或管理界面中，以便实习管理人员及时发现，及时联系该学生。③分析功能。对同一IP进行注册的实习生进行统计，对IP地址进行分析，比对注册IP与实习单位所在城市是否吻合。分析的数据仅作为实习管理的参考，同一单位的实习生相互委托注册是合理的，不能因注册IP相同简单判定为弄虚作假。④打印功能。相应的统计分析结果能够按需要打印出不同的分析表，如按所在地打印，可了解一个地区或单位的学生整体情况，或按注册时间打印，可掌握一定时期未注册的学生名单。

3.3信息发布模块此模块为人两个部分：公告信息发布模块和短消息发布模块。

3.3.1公告信息发布模块提供面向所有用户的信息发布功能。主要发布实习相关的通知、文件、实习生学习资料、实习检查通报等内容，实习相关部门、负责人、指导老师的联系方式及办事指南也可在此模块发布，所有用户均有权限查看。

3.3.2短消息发布模块用于实习指导教师对实习生的答疑，学生在注册模块提交的问题，在此由实习指导教师解决。

3.4权限管理模块权限管理模块采用基于角色的用户权限管理模式，通过定义操作权限和数据权限，为角色（用户组）进行授权，从而既控制用户操作权限，又控制用户操作数据的权限范围。

3.5论坛模块论坛的功能主要是方便学生之间、学生与教师之间的交流。也可以通过论坛组建网上班级，学生在完成注册的同

[1]陈琰.在高职生实习阶段开展辅助性网络化管理的可行性研究[A].青

岛职业技术学院学报，2009.

[2]刘峰，张岸杨.基于三层体系结构顶岗实习管理监控网络平台的构建[A].职业教育研究，2009.

[3]张华，罗维.浅议Internet技术在高校学生实习管理系统中的应用[A].科技创新导报，2009.

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有直接Ⅰ型、直接Ⅱ型、级联型、并联型四种。现在常用的是级联型结构。

级联型结构的系统函数为：…… 此处隐藏：4470字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……