Verilog HDL实现FIR滤波器设计与延迟线模块

本文档主要介绍了如何使用Verilog HDL（硬件描述语言）设计一个FIR（有限 impulse response）滤波器。FIR滤波器是一种线性相位滤波器，广泛应用于信号处理和数字信号分析中，其特点是计算简单且可以实现线性系统。 首先，文档定义了一个名为`firis`的Verilog模块，该模块包含了输入、输出以及时钟和复位信号接口。`clk`是系统的时钟信号，`reset`用于复位滤波器的状态，`inpx`是输入数据的12位向量，`outy`则是输出经过滤波后的12位向量。 在`firis`实体的`architecture behofiris`部分，设计者使用了信号寄存器`x0`, `x1`, `x2`, 和 `x3`来存储输入数据的延时版本。`sample_delay_line`过程根据时钟信号的上升沿进行操作，当收到复位信号时，将所有信号置零；否则，将当前数据移至下一位置，形成延迟链。 接下来，通过`conv_integer`函数将模拟数据转换为整数，然后利用预定义的常数`c0`, `c1`, `c2`, 和 `c3`（分别表示不同系数），对输入数据进行加权。这些系数代表了滤波器的具体滤波特性，如低通、高通或带通滤波等。 `p0`, `p1`, `p2`, 和 `p3`分别存储了加权后的数据，然后将它们相加得到`sum`，这个值表示了经过滤波的总输出。最后，使用`conv_std_logic_vector`函数将`sum`转换回12位的二进制标准逻辑向量，并将其除以最大值32768，以便于保持输出信号的范围。 总结来说，这份Verilog代码实现了一个基本的FIR滤波器结构，利用数据延迟和系数乘法来计算输出，适用于数字信号处理应用中的线性滤波。通过调整系数，用户可以根据需求定制不同类型的滤波效果。对于学习Verilog设计和理解FIR滤波器工作原理的学生和工程师来说，这是一个很好的实践案例。