摘 要
在数字信号处理中，滤波占有重要的地位。无论是信号的获取、传输，还是信号的处理、转换都离不开滤波技术，它对信号能够安全、可靠和有效的传递起着至关重要的作用。数字信号处理的实现方法众多，其中基于FPGA的数字信号处理的实现方法是最重要的方法之一。
本文介绍了数字信号处理和FPGA的基本概况，以及FPGA设计流程、设计指导原则和开发环境，讨论了有限冲激响应(FIR)数字滤波器的基本理论以及窗函数设计FIR滤波器的思想。大学论文网www.wnwu.com
针对以直接结构实现FIR滤波器的设计过程，首先研究了FIR滤波器的系数的获取方法和处理过程。然后研究了FIR滤波器的FPGA设计，基于直接型FIR滤波器的结构特点，提出了线性相位FIR滤波器由4个基本组成模块；同时又从硬件测试的实际需要出发，设计了串并转换模块、分频器模块和输入数据流。最后基于FPGA硬件开发板在线调试，验证了硬件滤波结果与理论滤波结果基本吻合大学论文网www.wnwu.com。
本文研究并实现的基于FPGA的17阶线性相位FIR数字滤波器，虽然与高阶FIR滤波器相比，在精度上有一定的差距，但可以接受，能够反映出波形变化的趋势。
关键词：FIR，FPGA，VHDL，DSP
目 录
第1章 绪论 1
1.1 背景和选题依据 1
1.2 课题的研究内容及论文构成 2
第2章 数字信号处理介绍 3
2.1 信号 3
2.2 数字信号处理简介 4
2.3 数字信号处理的理论与实现 5
第3章 FPGA介绍 6
3.1 FPGA的结构和特点 6
3.2 FPGA的设计流程 7
3.3 FPGA的基本设计原则 9
3.4 FPGA的开发环境 9
第4章 有限冲击响应数字滤波器 10
4.1 数字滤波器 11
4.2 有限冲激响应数字滤波器理论简述 11
4.2.1有限冲击响应（FIR）滤波器的特点 11
4.2.2线性相位FIR滤波器 11
4.2.3线性相位型FIR滤波器的优点 12
4.2.4线性相位FIR滤波器的结构 12
4.3 窗函数法设计FIR滤波器 13
4.3.1窗函数法的基本思想 13
4.3.2常用的窗函数 14
4.3.3凯塞（Kaiser）窗简介 15
第5章 FIR滤波器设计 16
5.1 滤波器的系数设计 16
5.2 FIR滤波器的原理图设计 20
5.3 FIR滤波器的模块设计 21
5.3.1寄存器 21
5.3.2加法器 22
5.3.3减法器 23
5.3.4乘法器 24
5.4 FIR滤波器的顶层电路 26
5.5 FIR滤波器的波形仿真 26
5.6 FIR滤波器的设计结论 27
第6章 FIR滤波器输入数据流设计 28
6.1 串并转换模块设计 28
6.1.1串并转换的意义 28
6.1.2串并转换的实现 28
6.2 分频模块设计 30
6.3 串行输入并行输出的FIR滤波器 32
6.4 输入数据波形设计 32
7.2 串行输入并行输出的FIR滤波器实现 34
结论大学论文网www.wnwu.com 36
参考文献 37
致谢 38
附录1 36
附录2 39
