周剑敏+谢文雷+葛斌+陈虞苏

摘 要 介绍了基于FPGA芯片进行FIR滤波器的设计过程，具体涉及到MATLAB对FIR滤波器的仿真、数据的量化和生成；FPGA对FIR滤波器的设计、仿真和数据生成，最后形成FPGA和MATLAB联合设计FIR滤波器。

关键词 FGPA；FIR；MATLAB

中图分类号：TN911 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）03-0034-01

滤波器在信息领域应用非常广泛。随着现代技术的发展，如何在FPGA上进行滤波器设计是非常迫切的。FPGA是通过硬件描述语言进行程序设计的，要把基于数学基础的滤波器在FPGA上设计出来还是有一定难度的。而用MATLAB进行滤波器设计又显的非常简单。因此需要把MATLAB和FPGA技术结合起来，进行滤波器设计，这样就能事半功倍。本文将以一个简单的FIR滤波器为例，用MATLAB和FPGA进行联合设计滤波器。

1 基本流程

一般采用MATLAB和FPGA联合设计有多种方法。一种是由MATLAB软件设计出滤波器系统，并在MATLAB中利用工具直接转换成VHDL代码；一种是由MATLBA软件设计出FIR关键系数和测试文件，然后在FPGA中使用系数设计滤波器，使用测试文件形成测试结果，最后再由MATLAB把测试结果验证，证明FPGA设计滤波器的正确性。第一种方法在滤波器系统较为复杂的时候，很难满足设计要求，调试时反而显得复杂。本文采用第二种方法进行滤波器的联合设计。

2 MATLAB的FIR系数和测试文件生成

在设计时，使用MATLAB产生滤波器系数和测试文件。MATLAB里有各种专门的FIR滤波器系数生成函数，如B=fir1（N，Wn，'high'）函数。

B：表示返回的FIR滤波器的单位脉冲响应，长度为N+1。

N：表示滤波器的阶数。

Wn：表示滤波器的截至频率。

High：表示是高通滤波器。

用户只要按滤波器设计要求，获取B系数就能得到浮点数表示的FIR滤波器系数。……