一种基于FPGA并行流水线的FIR滤波器设计方案

2010-12-01 21:13:56来源: 同济大学 关键字:FPGA  FIR滤波器  并行流水线  数字信号处理

  1 FIR滤波器原理

  有限冲激响应(FIR)数字滤波器和无限冲激响应(IIR)数字滤波器广泛应用于数字信号处理系统中。IIR数字滤波器方便简单,但它相位的非线性,要求采用全通网络进行相位校正,且稳定性难以保障。FIR滤波器具有很好的线性相位特性,使得它越来越受到广泛的重视。FIR数字滤波器是一个线性时不变系统(LTI),N阶因果有限冲激响应滤波器可以用传输函数H(z)来描述,

公式

  在时域中,上述有限冲激响应滤波器的输入输出关系如下:

公式

  其中,x[n]和y[n]分别是输入和输出序列。

  N阶有限冲激响应滤波器要用N+1个系数描述,通常要用N+1个乘法器和N个两输入加法器来实现。乘法器的系数正好是传递函数的系数,因此这种结构称为直接型结构,可通过式(1.2)来实现。

  当冲击响应满足下列条件时,FIR滤波器具有对称结构,为线性相位滤波器:

公式

  这种对称性,可使得乘法器数量减半:对n价滤波器,当n为偶数时,乘法器的个数为n/2个;当n为奇数时,乘法器的个数为(n+1)/2个。在电路实现中,乘法器占用的逻辑单元数较多。乘法器的增加,意味着电路成本增加,另外对电路的工作速度也有影响。

  N阶线性相位的因果FIR系统的单位冲激响应滤波器可用对称冲激响应

公式

来描述。

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关键字:FPGA  FIR滤波器  并行流水线  数字信号处理

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/1201/article_1463.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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