基于DSP Builder的FIR濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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輸入信號(hào)分別采用頻率f1=8KHz和f2=16KHz的兩個(gè)正弦信號(hào)進(jìn)行疊加。其中的仿真波形如圖3所示，從FIR濾波電路的仿真結(jié)果看出，輸入信號(hào)通過濾波器后輸出基本上變成單頻率的正弦信號(hào)，進(jìn)一步通過頻譜儀可看出f2得到了較大的抑制，與條件規(guī)定的fc=10.8kHz低通濾波器相符合，至此完成了模型仿真。
在Simulink中進(jìn)行的仿真是屬于系統(tǒng)驗(yàn)證性質(zhì)的，是對(duì)MDL文件進(jìn)行的仿真，并沒有對(duì)生成的VHDL代碼進(jìn)行過仿真。事實(shí)上，生成VHDL描述是RTL級(jí)的，是針對(duì)具體的硬件結(jié)構(gòu)的，而在Matlab的Simulink中的模型仿真是算法級(jí)（系統(tǒng)級(jí)）的，是針對(duì)算法實(shí)現(xiàn)的，這二者之間有可能存在軟件理解上的差異，轉(zhuǎn)換后的VHDL代碼實(shí)現(xiàn)可能與MDL模型描述的情況不完全相符，這就是需要針對(duì)生成的RTL級(jí)VHDL代碼進(jìn)行功能仿真。
在此，筆者利用Modelsim對(duì)生成的VHDL代碼進(jìn)行功能仿真。設(shè)置輸入輸出信號(hào)均為模擬形式，出現(xiàn)如圖4所示的仿真波形，可以看到這與Simulink里的仿真結(jié)果基本一致，即可在QuartusⅡ環(huán)境下進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)。
在QuartusⅡ環(huán)境中打開DSPBuilder建立的QuartusⅡ項(xiàng)目文件firl.qpf。在QuartusⅡ中進(jìn)行再一次仿真，由此可以看到符合要求時(shí)序波形，然后指定器件引腳并進(jìn)行編譯，最后下載到FPGA器件中，就可以對(duì)硬件進(jìn)行測(cè)試，加上CLCOK信號(hào)和使能信號(hào)，用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生所要求的兩個(gè)不同頻率的正弦信號(hào)，就可以在示波器上看到濾波以后的結(jié)果，需要設(shè)計(jì)不同的濾波器電路時(shí)，僅修改FIR濾波模型文件就可以實(shí)現(xiàn)，這樣不僅避免了繁瑣的VHDL語(yǔ)言編程，而且便于進(jìn)行調(diào)整。
5 結(jié)束語(yǔ)
在利用FPGA進(jìn)行數(shù)字濾波器的開發(fā)時(shí)，采用DSPBuilder作為設(shè)計(jì)工具能加快進(jìn)度。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，受精度、速度和器件選擇方面的影響，可以對(duì)其轉(zhuǎn)化的VHDL進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。
評(píng)論