verilog 巴特沃斯滤波器

在Verilog中实现巴特沃斯滤波器，需要使用数字滤波器的知识。以下是一个简单的巴特沃斯滤波器的Verilog代码示例：

module butterworth_filter (
    input clk,
    input reset,
    input signed [15:0] data_in,
    output signed [15:0] data_out
);

parameter DATA_WIDTH = 16;
parameter F_SAMPLE = 100000; // 采样率
parameter F_PASS = 5000; // 通带频率
parameter F_STOP = 10000; // 阻带频率
parameter G_PB = 0.1; // 通带波纹
parameter G_SB = 60; // 阻带衰减

// 计算滤波器系数
localparam PI = 3.141592653589793;
localparam W_PASS = 2 * PI * F_PASS / F_SAMPLE;
localparam W_STOP = 2 * PI * F_STOP / F_SAMPLE;
localparam G_PB_DB = 20 * $log10(G_PB);
localparam G_SB_DB = -G_SB;
localparam A = 10 ^ (G_PB_DB / 20);
localparam B = 10 ^ (G_SB_DB / 20);
localparam E = sqrt(B^2 - 1);
localparam W_C = W_PASS / (A * E);
localparam W_C1 = W_C;
localparam W_C2 = W_C / E;
localparam ALPHA = sin((W_C1 + W_C2) / 2) / sin((W_C1 - W_C2) / 2);
localparam BETA = cos((W_C1 + W_C2) / 2);

// 设置寄存器
reg signed [15:0] x1, x2, y1, y2;
reg signed [15:0] xn1, xn2, yn1, yn2;

// 计算滤波器输出
always @(posedge clk) begin
    if (reset) begin
        x1 <= 0;
        x2 <= 0;
        y1 <= 0;
        y2 <= 0;
    end else begin
        x2 <= x1;
        x1 <= data_in;
        y2 <= y1;
        y1 <= (ALPHA * x1) + (2 * ALPHA * x2) + y2 - (BETA * yn1) - (2 * BETA * yn2);
        yn2 <= yn1;
        yn1 <= y1;
        xn2 <= xn1;
        xn1 <= data_in;
        data_out <= y1 + xn1 + xn2 - y2;
    end
end

endmodule

在以上代码中，我们首先定义了一些滤波器参数，然后根据这些参数计算了滤波器的系数。接着，我们定义了一些寄存器，并在always块中计算了滤波器的输出。最后，将滤波器输出赋值给data_out输出端口。

需要注意的是，以上代码只是一个简单的示例，实际应用中需要根据具体的滤波器设计进行修改。