利用DSPBuilder设计FIR滤波器的MATLAB-Simulink自动化流程

本文档主要介绍了 "_DSP_Builder" 设计流程，这是一种在MATLAB/Simulink环境中开发数字信号处理(DSP)系统的方法，特别是在设计FIR数字滤波器的过程中。整个过程分为自动流程和手动流程两部分。 自动流程： 1. MATLAB/Simulink是设计的起点，通过模型构建实现系统仿真，这包括使用诸如ChirpSignal模块（一个在Simulink Sources库中的信号发生器，用于生成特定类型的信号，如线性调频信号）来生成输入信号。 2. 接着，DSP Builder负责将MATLAB/Simulink模型转化为可硬件执行的VHDL代码。VHDL是一种硬件描述语言，它将软件算法描述转换为实际的数字信号处理器(DSP)硬件。 3. 经过VHDL转换、综合（将VHDL源代码转换为硬件电路）、适配（将电路适配到目标硬件平台），然后将设计下载到目标设备上。 4. 最后，使用嵌入式逻辑分析仪进行实时测试，确保设计的功能性和性能符合预期。 手动流程则更细致，除自动流程的步骤外，还包含了额外的验证步骤： - Modelsim被用来对TestBench进行功能仿真，即在模拟环境下测试软件模型的行为。 - QuartusII是一个高级综合工具，用于进一步优化设计，并进行时序仿真，确保电路的性能和稳定性。 - 引脚锁定确保信号正确地映射到目标硬件的物理引脚。 - 下载和配置器件后，会继续用嵌入式逻辑分析仪进行实时测试，同时对配置的器件进行编程，整个设计流程至此完成。 FIR滤波器设计是这个文档的核心部分，具体展示了如何使用DSPBuilder设计一个10.1阶的FIR滤波器，包括滤波器的基本原理（基于无限 impulse response，IIR），以及具体步骤如常数系数滤波器设计。滤波器结构图示（图10-13）展示了一个典型的3级FIR滤波器的架构，涉及滤波器系数的计算和设计过程。 本文档提供了一种系统性的方法来利用MATLAB/Simulink和DSP Builder进行DSP系统设计，重点集中在FIR滤波器的设计实施，适用于初学者和专业人士在实际项目中的应用。