Vivado2019.2下FPGA开发：Verilog实现FIR滤波器教程

1. FPGA和Verilog介绍 FPGA（Field-Programmable Gate Array）是现场可编程门阵列，是一种可以通过编程来实现特定功能的集成电路。FPGA具有高性能、低功耗、可重复编程等优点，常用于硬件原型设计、数字信号处理等领域。Verilog是用于电子系统设计和硬件描述语言（HDL）之一，可以用来模拟电子系统，也可以用来编写用于FPGA的代码。 2. FIR低通滤波器概念 FIR（Finite Impulse Response）滤波器，也称为非递归滤波器，是一种数字滤波器。FIR滤波器的输出仅与当前和过去的输入有关，与之前的输出无关。低通滤波器是能够允许低频信号通过，同时阻止或减弱频率高于截止频率的信号通过的电子设备。FIR低通滤波器在信号处理领域应用广泛，如在无线通信、图像处理和音频信号处理中。 3. Vivado 2019.2工具使用 Vivado是Xilinx公司推出的FPGA设计套件，用于设计FPGA芯片。Vivado 2019.2是该套件的一个版本，它提供了一套完整的工具来设计、实现和分析复杂的FPGA项目。在Vivado中，设计者可以编写Verilog代码，进行仿真验证，完成逻辑综合和布局布线，最后生成FPGA配置文件。 4. Verilog开发FIR低通滤波器的步骤 开发FIR低通滤波器的Verilog代码通常包括以下步骤：首先是根据滤波器的设计要求（如通带、阻带、过渡带宽度、纹波等）选择合适的滤波器系数；然后是根据滤波器系数利用Verilog编写滤波器的硬件描述；接下来是使用Vivado工具进行代码的编译、仿真测试；最后通过仿真结果验证滤波器的功能和性能。 5. Testbench的作用 Testbench（测试平台）是一种硬件测试环境，用于验证和测试设计模块的Verilog代码。它能够提供输入激励信号，观察并检查设计模块的输出。在本资源中，提供的Testbench用于验证FIR低通滤波器的Verilog实现是否符合预期功能。 6. Matlab的作用 Matlab是一种高性能的数值计算和可视化软件，广泛应用于数学计算、算法开发、数据可视化等领域。在本资源中，Matlab被用来产生测试FIR低通滤波器所需的测试数据，并用于验证滤波器设计。Matlab强大的数值计算能力能够快速生成复杂的测试信号和分析结果，为滤波器设计提供有力的支持。 7. 运行注意事项 在运行本资源提供的FPGA工程时，需注意以下几点：确保使用的软件版本为Vivado2019.2或更高版本；工程路径应避免使用中文字符，必须使用英文字符，这是为了保证工程文件和库文件在操作系统和Vivado中的兼容性和稳定性；在参考提供的操作视频时，应严格跟随视频中的步骤进行，以确保工程的正确配置和编译。 8. 目标用户群体 该资源适合于学习FIR低通滤波器算法编程的本科、硕士、博士等教研人员使用，他们可以利用本资源中的工具和代码，深入理解FIR滤波器设计过程和Verilog编程，以及如何在实际的FPGA平台上进行开发和测试。 9. 文件列表解读 - "操作录像0022.avi"：为用户提供了一个操作视频文件，通过这个视频，用户可以直观地看到如何在Vivado 2019.2环境下操作FPGA工程和Verilog代码的编译、仿真过程。 - "fpga&matlab.txt"：很可能是介绍如何使用Matlab来辅助FPGA开发的相关说明文档，也可能包含了对Matlab脚本的简单说明，指导用户如何运行Matlab脚本来产生测试数据。 - "Matlab"：可能指的是一个包含Matlab脚本和函数的文件夹，用于生成FIR低通滤波器的测试数据。 - "project_13"：很可能是工程文件夹的名称，包含了FIR低通滤波器的Verilog代码、Testbench、仿真脚本和可能的XDC约束文件等。 总结来说，该资源是为FPGA开发者准备的，他们可以通过本资源在Vivado2019.2平台上使用Verilog开发FIR低通滤波器，并通过Matlab和Testbench来验证设计的功能。该资源的使用将有助于学习和掌握FPGA开发的关键概念和实践操作。