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--- fpga滤波器实现 [2020/07/22 14:11]
zili
+++ — (当前版本)
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-### FPGA滤波器实现
-\\
-#### FPGA滤波器实施概述
-我协助我的一位研究生进行了一些有关FPGA滤波器实现的定向研究。她的任务是了解并实现FPGA硬件上的几种类型的过滤器。设计的所有滤波器均为15阶滤波器，并使用16位定点数学运算。然后检查了过滤器的性能和资源使用情况。她关于研究的最终演讲可以在下面查看：\\
-[[https://www.eetree.cn/wiki/_media/filter_implementation_on_a_fpga_board_xueyan_lu_06152017.pdf|FPGA滤波器实现]]\\
-研究项目期间创建的Verilog源文件如下。\\
-\\
-#### FIR滤波器
-FIR滤波器是四个滤波器中最简单，最快的。它利用了预加器的对称性。而且，使用加法器树来最小化组合路径延迟。\\
-FIR_Filter.v  \\
-<code verilog>
-`define FILT_LENGTH 16
-module FIR_Filter(
-    input  clk,
-    input  en,
-    input  [15:0]din,
-    output [15:0]dout
-    );
-    reg signed [15:0]coeff[`FILT_LENGTH/2-1:0]; //Filter coefficients.
-    reg signed [15:0]delay_line[`FILT_LENGTH-1:0]; //Input delay line.
-    wire [31:0]accum; //Accumulator for output filter calculation.
-    integer i; //Initialization integer.
-    genvar c;  //Delay line generation variable.
-    reg signed [16:0]preadd_regs[7:0]; //Save calc after preadd.
-    reg signed [31:0]mult_regs[7:0];   //Save calc after multiplication.
-    reg signed [31:0]tree1_regs[3:0];  //Save calc after first layer of adder tree.
-    reg signed [31:0]tree2_regs[1:0];  //Save calc after first layer of adder tree.
-    reg signed [31:0]treeout_reg;      //Save calc after complete.
-    //assign dout = treeout_reg[31:16];
-    //Calculate value in the accumulator.
-    assign accum = (delay_line[0] + delay_line[15]) * coeff[0] +
-                   (delay_line[1] + delay_line[14]) * coeff[1] +
-                   (delay_line[2] + delay_line[13]) * coeff[2] +
-                   (delay_line[3] + delay_line[12]) * coeff[3] +
-                   (delay_line[4] + delay_line[11]) * coeff[4] +
-                   (delay_line[5] + delay_line[10]) * coeff[5] +
-                   (delay_line[6] + delay_line[9])  * coeff[6] +
-                   (delay_line[7] + delay_line[8])  * coeff[7];
-    //Assign upper 16-bits to output.
-    assign dout = accum[31:16];
-    initial begin
-        //Load the filter coefficients.
-        coeff[0] = 16'd2320;
-        coeff[1] = 16'd4143;
-        coeff[2] = 16'd4592;
-        coeff[3] = 16'd7278;
-        coeff[4] = 16'd8423;
-        coeff[5] = 16'd10389;
-        coeff[6] = 16'd11269;
-        coeff[7] = 16'd12000;
-        //Initialize delay line.
-        for(i = 0; i < `FILT_LENGTH; i = i+1'b1) begin
-            delay_line[i] = 16'd0;
-        end
-        //Initialize the preadder regs.
-        for(i = 0; i < 8; i = i+1'b1) begin
-            preadd_regs[i] = 17'd0;
-        end
-        //Initialize the multiplier regs.
-        for(i = 0; i < 8; i = i+1'b1) begin
-            mult_regs[i] = 32'd0;
-        end
-        //Initialize the first layer of the adder tree regs.
-        for(i = 0; i < 4; i = i+1'b1) begin
-            tree1_regs[i] = 32'd0;
-        end
-        //Initialize the second layer of the adder tree regs.
-        for(i = 0; i < 2; i = i+1'b1) begin
-            tree2_regs[i] = 32'd0;
-        end
-        //Initialize the adder tree output reg.
-        treeout_reg = 32'd0;
-    end
-    //Advance the data through the delay line every clock cycle.
-    generate
-        for (c = `FILT_LENGTH-1; c > 0; c = c - 1) begin: inc_delay
-            always @(posedge clk) begin
-                if(en) delay_line[c] <= delay_line[c-1];
-            end
-        end
-    endgenerate
-    //Update with input data.
-    always @(posedge clk) begin
-        if(en) delay_line[0] <= din;
-    end
-endmodule
-</code>
-\\