verilog fir iir滤波器详细设计实例

在Verilog语言中设计FIR (有限 impulse response) 和 IIR (无限 impulse response) 滤波器通常涉及以下步骤：

**FIR滤波器设计**:
FIR滤波器的结构相对简单，因为它不需要反馈，只需按顺序处理输入信号。以下是基本步骤：

1. **确定滤波器类型和规格**：比如选择低通、高通、带通或带阻滤波器，以及需要的截止频率、阶数等。

2. **计算系数**：根据所需滤波特性使用窗口函数（如汉明窗、黑曼窗等）计算FIR滤波器的系数。

3. **设计模块**：创建一个名为`fir_filter`的Verilog模块，包含输入端口`in`, 输出端口`out`, 还有存储系数的RAM（如果系数较多）。

module fir_filter(
    input wire [WIDTH-1:0] in,
    output reg [WIDTH-1:0] out,
    parameter coeff_width = COEFF_WIDTH, // 系数宽度
    parameter taps = TAPS // 算法长度
);
wire [coeff_width-1:0] coefficients[taps-1:0]; // 存储系数
// ... 实现系数存储和累加操作 ...
endmodule

4. **系数存储和累加**：用ROM或寄存器数组存储系数，并在循环内将它们依次加到输出上。

5. **编写仿真或综合代码**：编写测试bench并将其与滤波器模块结合，验证其行为。

**IIR滤波器设计**:
IIR滤波器由于有反馈，设计更为复杂：

1. **确定极点和零点位置**：根据需求选择适当的传递函数形式。

2. **状态机设计**：每个状态对应滤波器的一个内部状态，使用乘积积分器（PID）或巴特沃斯型结构。

3. **系数计算**：基于状态转移方程求解状态变量和外部输入的系数。

4. **连续到离散转换**：如果是数字IIR滤波器，需要应用采样定理和Z变换。

module iir_filter(
    input wire [WIDTH-1:0] out,
    parameter // 参数...
);
reg [STATE_WIDTH-1:0] states;
// ... 实现状态更新和系数相乘的组合逻辑 ...
endmodule