FAE講堂：利用賽靈思FGPA實(shí)現(xiàn)降采樣FIR濾波器

　　為了設(shè)計(jì)參考濾波器，CoreGen FIR-Compiler需要名為“COE 文件”的系數(shù)文本文件。以下MATLAB例程說明如何以十進(jìn)制基數(shù)輕松生成此 COE 文件;FIR-Compiler 然后按照所采用的設(shè)置量化相關(guān)系數(shù)。

　　圖1與圖2說明FIR-Compiler GUI頭兩個(gè)頁面所應(yīng)用的設(shè)計(jì)參數(shù);在最后兩個(gè)頁面我只需接受其默認(rèn)值，但是“優(yōu)化目標(biāo) (Optimization Goal)”除外, 我把它設(shè)為“速度 (Speed)”而非“區(qū)域 (Area)”。如無明確說明，我在本文件以及下面例子中始終采用上述設(shè)置。在完成ISE 11.4布局布線之后，參考單級(jí)降采樣濾波器占用以下FPGA資源：

　　Slice觸發(fā)器數(shù)量：1,265 個(gè)

　　Slice LUT數(shù)量：1,744 個(gè)

　　占用的 Slice數(shù)量：502 個(gè)

　　DSP48單元數(shù)量：22 個(gè)

　　圖 1. 50整數(shù)降采樣。參考單級(jí)濾波器的FIR-Compiler 5.0 GUI設(shè)置第1頁(共4頁)。

　　圖 2. 50整數(shù)降采樣。參考單級(jí)濾波器的FIR-Compiler 5.0 GUI設(shè)置第2頁(共4頁)。

　　三個(gè)FIR濾波級(jí)串聯(lián)

　　現(xiàn)在我們以濾波級(jí)串聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)理想抽取濾波器。這種方法可以讓我們通過時(shí)分復(fù)用節(jié)省MAC單元，因?yàn)槊總€(gè)新的濾波級(jí)都是按前一級(jí)提供的較低數(shù)據(jù)速率運(yùn)行。我讓FDA工具決定最佳濾波類型：利用 MATLAB 指令信息，您可以看出：它會(huì)提出三級(jí)解決方案建議，其抽取因數(shù)分別是M1=2、M2=5和M3=5。

　　圖3顯示了組成上述多級(jí)系統(tǒng)的三個(gè)濾波器的頻率響應(yīng)。藍(lán)色曲線代表第一個(gè)降采樣濾波器(M1=2);綠色曲線代表第二個(gè)濾波器 (M2=5)，按Fs_in/M1倍數(shù)周期波動(dòng);而紅色曲線則代表第三個(gè)降采樣器 (M3=5)，按Fs_in/(M1*M2)倍數(shù)周期波動(dòng)。