子项空间共享下的低复杂度FIR滤波器FPGA实现

本文主要探讨了基于子项空间技术的低复杂度有限冲激响应(FIR)滤波器在FPGA上的实现策略。FIR滤波器在数字信号处理中扮演着重要角色，由于其稳定性、线性相位和易于设计等优点，被广泛应用于语音图像处理、数字电视系统等领域。 文章的核心创新在于采用子项空间共享技术，通过硬件描述语言编程，将常系数乘法模块转换为加法和移位操作，减少了传统FIR滤波器设计中依赖的加法器数量。子项空间理论允许在离散子项集合中，通过共享公共子项来重构系数表达，这显著地降低了加法器的需求，从而节省了宝贵的硬件资源。例如，通过将二进制序列中的公共部分先实现，可以减少实际所需加法器的数量，如将1010101表示的系数分解后，只需2个加法器即可完成，相比于直接实现节省了资源。 在FPGA设计中，通常使用综合后的逻辑单元LE数作为衡量硬件消耗的标准。通过子项共享技术，本文设计的FIR滤波器在保持性能的同时，有效地降低了LE数，进而降低了整个系统的实现成本和功耗。这对于低功耗数字系统的设计具有重要意义，特别是在能源效率日益受到关注的现代信息与通信领域。 总结来说，这项工作提供了一种优化的FIR滤波器实现方法，它不仅提高了设计效率，还为低功耗和低成本的数字系统设计提供了新的解决方案，对于推动相关领域的技术创新和发展具有积极的推动作用。