FPGA实现下的FIR数字滤波器优化策略

本文主要探讨了FIR（有限 impulse response）数字滤波器在FPGA（Field-Programmable Gate Array）中的实现策略。FIR滤波器是一种重要的信号处理工具，因其易于设计和实现，常用于无线通信、音频处理和图像处理等领域。本文关注的核心是对比分析不同结构的FIR滤波器在FPGA上的资源消耗和速度性能。 首先，作者针对的是n阶FIR滤波器，通过Xilinx ISE I/O 1.1开发平台，使用Verilog HDL语言来实现三种主要的FIR滤波器结构：改进的串行结构、并行结构以及D/A（Digital to Analog）结构。串行结构的特点是逐个处理滤波器系数，适合资源有限的情况，但处理速度相对较慢。并行结构则同时处理多个数据点，可以显著提高滤波速度，但可能占用较多的硬件资源。D/A结构则是利用数字到模拟转换的方式，滤波速度受输入数据宽度影响，通常资源消耗较少，但速度取决于数据宽度。 仿真结果表明，改进的串行结构在资源消耗上较为节省，但在滤波速度上不如其他两种结构。并行结构虽然滤波速度快，但硬件资源需求较大。D/A结构由于其灵活性，能够在保持较快滤波速度的同时，实现相对较低的资源消耗。 这篇文章的研究对于设计者来说，提供了关于如何根据具体应用需求，如实时性、资源限制等，选择最适合的FIR滤波器FPGA实现方式的指导。同时，它也强调了在实际应用中，需要综合考虑滤波器性能和硬件资源的有效利用，以达到最佳的设计效果。这是一篇深入研究FIR数字滤波器FPGA实现技术的重要论文，对工程师优化数字信号处理系统具有实用价值。