高速FIR濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn).pdf

1、有限沖激響應(yīng)(FIR，F(xiàn)inite Impulse Response)濾波器因其具有線性相位、精度高以及易于大規(guī)模集成等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域。隨著實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)對(duì)運(yùn)算速度、精度的要求越來(lái)越高，設(shè)計(jì)性能更好的FIR濾波器就成為當(dāng)前研究的一個(gè)重要課題。 本文深入探討了FIR濾波器的基本理論和實(shí)現(xiàn)方法，以濾波器的硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)為平臺(tái)、著重研究設(shè)計(jì)過(guò)程中所涉及的精度與速度兩大問(wèn)題。首先，基于FIR濾波器的基本原理討

2、論了三種濾波器的基本結(jié)構(gòu)，并以項(xiàng)目實(shí)際需要為依據(jù)進(jìn)行濾波器結(jié)構(gòu)的選擇。然后，根據(jù)所選擇的乘法器與加法器結(jié)構(gòu)，結(jié)合針對(duì)精度與速度的優(yōu)化算法，滿足了數(shù)字濾波器對(duì)精度、速度的要求。最后，具體設(shè)計(jì)了濾波器硬件實(shí)現(xiàn)的基本單元。 本文考慮的優(yōu)化技術(shù)主要涉及兩個(gè)方面，一是用于確定濾波器系數(shù)的算法優(yōu)化，二是濾波器硬件實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。在系數(shù)優(yōu)化方面，主要采用了兩種技術(shù)：系數(shù)量化的有限字長(zhǎng)效應(yīng)的應(yīng)對(duì)以及正則符號(hào)數(shù)(CSD，Canonic Signe

3、d Digit)編碼技術(shù)；在結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，主要采取了兩相濾波器結(jié)構(gòu)、華萊士樹(shù)型乘法器，并考慮了乘法器截?cái)嗵幚碚`差的補(bǔ)償技術(shù)以及擴(kuò)展符號(hào)位的消除技術(shù)。 根據(jù)以上優(yōu)化技術(shù)的研究，本文確定了滿足要求的FIR濾波器系數(shù)的位長(zhǎng)，對(duì)系數(shù)進(jìn)行了CSD編碼，采用華萊士樹(shù)型乘法器和超前進(jìn)位加法器實(shí)現(xiàn)了該FIR濾波器；在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中采用了K-J Cho方法對(duì)經(jīng)過(guò)截?cái)嗵幚淼某朔ㄆ鬟M(jìn)行誤差補(bǔ)償，并有效消除了擴(kuò)展的符號(hào)位，對(duì)FIR濾波器的精度、速度以及面積