基于FPGA的FIR數字濾波器設計方案（二）

模型搭建好之后，需要確定16階FIR數字濾波器的系數，在這使用Matlab中的FDATool濾波器設計工具來(lái)確定。確定好濾波器的指標：

　?。?）設計一個(gè)16階的FIR 濾波器；

　?。?）低通濾波器；

　?。?）采樣頻率fs為16 384 Hz，截頻點(diǎn)頻率fs為533 Hz;

　?。?）輸入序列位寬為16位。

　　在設計濾波器界面中，如圖4所示，進(jìn)行下列選擇：

　?。?）濾波器類(lèi)型（Filter Type）為低通（Lowpass）；

　?。?）設計方法（Design Method）為FIR，采用窗口法（Window）；

　?。?）濾波器階數（Filter Order）定制為15（設置為15 階而不是16階，是由于設計的16階FIR濾波器的常系數項h（0）=0）；

　?。?）濾波器窗口類(lèi)型為Kaiser，Beta為0.5.

　　所有的選項確定好后，在FDATool濾波器設計界面中點(diǎn)擊“Design Filter”，Matlab就會(huì )計算濾波器系數并作相關(guān)分析。圖5所示為濾波器的幅頻響應。

　　由于所有的模塊都在同一個(gè)Simulink圖中，這時(shí)的Simulink設計圖顯得很復雜，不利于閱讀和排錯，因此把FIR數字濾波器模型做成一個(gè)子系統在設計圖中顯示出來(lái)，如圖7所示，這就是Matlab中的層次化設計，在頂層設計圖中，濾波器作為名稱(chēng)是SubFIR_533_16js的一個(gè)模塊出現。同時(shí)，圖7中還設置了其他模塊，包括仿真信號輸入模塊、Signal Tap Ⅱ信號實(shí)時(shí)監測模塊、Signal Compiler模塊、硬件開(kāi)發(fā)板模塊、TestBench模塊。

　　這樣整個(gè)濾波器的Simulink電路設計模型就完成了，然后要對該模型進(jìn)行系統級仿真，查看其仿真結果，在頻率為533 Hz的波形輸入上加入了頻率為3 600 Hz的擾動(dòng)波形，其Simulink仿真結果如圖8所示。

　　圖中，上面的波形是533 Hz的輸出，中間的波形是533 Hz加上3600 Hz高頻干擾后的輸出，下面的波形是經(jīng)過(guò)濾波后的輸出。

3.2 從模型文件到Verilog代碼的RTL級轉換和編譯適配

　　利用Signal Compiler模塊將電路模型文件即Simu-link 模塊文件（。mdl）轉換成RTL 級的Verilog 代碼表述和Tcl（工具命令語(yǔ)言）腳本。這種轉換