基于分布式算法FIR滤波器的FPGA实现

在利用FPGA实现数字信号处理方面,分布式算法发挥着关键作用,与传统的乘积-积结构相比,具有并行处理的高效性特点.研究了基于FPGA利用分布式算法来并行实现FIR数字滤波器硬件电路的方法.首先介绍了FIR数字滤波器的基本概念和分布式算法的基本原理,然后讨论了具体的硬件实现电路,FIR数字滤波器用VHDL进行描述并综合到FPGA中,仿真结果表明,该结构完全可以达到实际应用的要求.介绍的分布式算法数字FIR滤波器FPGA并行实现的方法可使滤波器的设计简单化,利用加法器代替乘法器不仅节约了硬件资源,而且提高了数字信号处理的速度.     

系数可配FIR滤波器在超声探伤系统中的应用

利用FPGA的并行数据处理及在线可重构的特性,提出了一种基于FPGA的高速且系数在线可配的FIR数字滤波器实现方案。采用该方案设计的滤波器,可使用户在不影响系统正常工作的情况下,实现对滤波器系数实时重新配置的目的。通过实践测试表明：该方案设计的FIR数字滤波器,在数字超声探伤系统中得到有效、灵活的应用。     

基于FPGA的FIR低通滤波器的设计与仿真实验

在船舶噪声数采集的过程中,虽然在模拟信号调理部分已经做过滤波处理,但是为了使得到的信号中杂波更少,同时也为了使得本数据采集系统在信号调理模块无法使用的情况下,也能正常使用,在此增加FIR的数字滤波功能,以采集后的数字信号通过FPGA进行处理实现。本文首先介绍了FIR滤波器的数学原理,再利用MATLAB设计FIR滤波器,并在FPGA中利用Verilog HDL编程实现该滤波器,然后在ModelSim中进行仿真,能够达到滤波器要求。由于在ModelSim仿真中无法看出滤波前后的信号频谱的变化,于是将通过FPGA滤波之后的信号数据导出至文本文档中,再用MATLAB重新读取,并画出滤波处理后的信号频谱。     

基于分布式算法的线性相位FIR滤波器设计

提出了一种线性相位FIR滤波器分布式算法FPGA实现的改进结构。基于4输入查找表（4-input LUT）的分布式算法（DA）在FIR滤波器中的使用已经有效地提高了滤波器的运行速度与资源利用率。针对线性相位FIR滤波器的系数特点,通过对滤波器输入移位寄存器的改进设计,减少了DA算法的存储器使用,进一步节省了资源。改进的滤波器已经在Xilinx Spartan3系列的FPGA芯片上成功实现,分析结果显示此类滤波器与传统的滤波器分布式算法实现相比有更高的资源利用率和更快的运行时钟速率。     

基于FPGA的FIR数字滤波器算法实现

从分析FIR数字滤波器的原理和设计方法入手，主要针对基于FPGA实现数字滤波器乘法器的算法进行了比较研究，并通过一个8阶FIR低通滤波器的具体设计，简要分析比较了几种算法的优越性和缺点，从而充分发掘和利用FPGA的高速特性。     

激光陀螺的插值FIR滤波硬件解调方法仿真分析

针对传统激光陀螺解调方法中存在较大运算量和时延问题,提出一种基于插值FIR滤波数字信号处理方案。在理论分析滤波器时延和运算量的基础上,阐述插值FIR滤波器的原理和优势;针对某型号激光陀螺,利用Matlab设计了插值FIR滤波器参数,并通过Quartus II中Mega Core IP核实现插值FIR滤波器定制;对于生成的模型在Simulink中利用DSP Builder对该滤波器进行仿真,完成静态试验验证。结果表明:经插值FIR滤波,高频分量峰值能从250降低到0.15左右,噪声功率谱衰减达60 d B;在保证信号线性相位的基础上,将运算量降低33%,减小了对硬件资源的需求。     

基于FPGA和Matlab的均衡滤波器设计与实现

本文采用FPGA和Matlab设计及实现64阶的均衡FIR滤波器,其主要特点是可实现任意响应的数字信号滤波,滤波系数修改方便,具有较强的灵活性和实用性。通过仿真和测试,验证了设计的正确性。     

采用加窗LS FIR滤波器实现波束形成的分数时延

为解决由时延量化误差引起的波束图畸变,采用FIR分数时延滤波器来实现波束形成中的非整数倍采样间隔的时延,并进行仿真研究.首先介绍波束形成中由时延量化误差引起的波束图畸变现象,然后给出采用加窗最小平方误差FIR滤波器设计来精确实现波束形成中的分数时延的方法.基于50元均匀线列阵的波束设计实例验证了该方法的有效性.该方法不仅保证了波束形成的精度而且简单易行,对实现时域数字多波束形成的快速并行处理有重要意义.     

基于实测噪声信号的舰船辐射噪声重构

为得到逼真的舰船辐射噪声的仿真数据,通过对实测噪声数据作谱估计得到其频谱特性,同时提出了一种基于实测舰船辐射噪声信号来实现舰船辐射噪声线谱与连续谱同时重构的方法,即利用窗函数法设计出一个具有与其频谱特性相一致的特定幅频响应的FIR滤波器,再将高斯白噪声通过该FIR滤波器实现舰船辐射噪声信号重构.仿真结果表明,该方法能够较真实地重构舰船辐射噪声.其结果可作为半实物仿真试验信号源.     

联合数字滤波在涡流检测数据采集系统中的应用

涡流响应信号中时常伴有坏点,通常的FIR滤波难以克服坏点的影响,给后续的特征提取造成困难.在分析了FIR滤波器窗函数设计方法的基础上,提出了一种应用于涡流在线检测的联合数字滤波方法,即先利用中值滤波剔除涡流信号中可能存在的坏点,再利用FIR滤波对其进行在线平滑处理.实验表明:与常规FIR滤波相比,该联合滤波方法可有效地...     

Research and implementation of digital detection method on closed loop FOG

In the strapdown inertial navigation system, the Fiber Optical Gyro(FOG) must have high precision to give accurate navigation information. In this paper, a digital closed loop detection method based on the ramp wave modulating technigue is introduced. DSP and FPGA have many advantages in digital signal processing. In the design, by using DSP,a complex arithmetic operation is completed to meet the needs of closed loop control of FOG within a short time. All kinds of control signals are produced easily by FPGA, under which DSP could work properly. Combining the DSP and FPGA,the detecting method is implemented successfully. In the end, the result of test and performance is given. From the result we can conclude that the precision of FOG is improved and the noises are limited to a low level.     

互相关时延估计器的硬件设计与实现

基于互相关分析的时延估计方法是无源定位领域中一种重要的时间延迟估计算法。文章给出了基于互相关分析的时延估计方法的信号模型,研究了时间延迟估计的数字信号处理算法,在此基础上基于MSP430单片机、TMS320C54X系列DSP处理器及FPGA芯片实现了一种实时互相关时延估计器。水池试验结果表明了该时延估计器的有效性。     

基于FPGA的IIR低通数字滤波器的设计

采用FPGA设计了一种输入8位、输出8位的级联型IIR低通数字滤波器。具体实现上,基于减小截断误差的考虑,依据设计指标首先利用Matlab进行参数的计算并进行量化,同时获得系统的幅频响应、单位冲击响应等系统基本信息。随后在分析IIR数字滤波器内部乘法器、加法器的输入输出基础上,调用QuartusII软件调试程序建立乘法器和加法器模块,依据自顶向下的设计思想搭建整体电路,并在建立顶层文件时调用已建立好的模块。测试仿真结果表明基于FPGA设计的IIR数字滤波器达到了设计要求。     

基于Cyclone Ⅳ的单核FPGA远程更新系统设计

在工程实践中,经常需要在百米范围内完成FPGA内部程序的更新,而传统的JTAG下载方式难以实现。针对这种情况,本文基于CycloneⅣ单核FPGA设计了一套远程更新系统。系统采用udp通讯连接PC和FPGA,在PC侧将编译完成的FPGA配置程序通过udp数据包传输给FPGA,FPGA完成数据包的解析,并将数据写入EPCS中,最后启动重配置完成程序更新。本系统还实现了传输错误检测和升级失败回退的功能,可满足工程对远程更新FPGA的需求。     

基于手机耳机口的便携式血氧含量检测仪

血氧含量是心血管健康领域重要的生理指标.文中提出一种基于智能手机耳机口通信的便携式血氧含量检测仪.该血氧仪基于MSP430单片机设计前端传感器,并以智能手机为载体,通过其应用软件读取数据.耳机口不仅实现对前端传感器的触发,还通过曼彻斯特编码（Manchester Encoding）完成数据的传输.不仅如此,对这些数据用基于Hamming窗的有限长单位冲激响应滤波器（Finite Impulse Response,FIR）算法进行低通滤波.处理后的信息通过手机显示,并上传至数据云端.与传统血氧仪相比,该设计具有低功耗、高精度和便携等优势,市场前景广阔.