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基于中档FPGA多相滤波器的设计实现

基于中档FPGA多相滤波器的设计实现
在现代电子系统中,到处都可以看到数字信号处理( DSP )的应用,从MP3 播放器、数码相机到手机。

DSP 设计人员的工具箱的支柱之一是有限脉冲响应( FIR )滤波器。

FIR 滤波器越长(有大量的抽头),滤波器的响应越好。

然而这里有折衷的情况,由于大量的抽头增加了对逻辑的需求、增加了计算的复杂性,增加了功耗,以及可能引起饱和/溢出。

多相技术可以用于实现滤波器,拥有与传统FIR 滤波器可比的结果,而
且使用了较少的逻辑、需要较少的计算资源、更低的功耗,并减少了可能的饱
和/溢出。

可用如今新型的小规模、中档的FPGA,如LatticeECP3 来实现这些滤波器。

基本概念
进入DSP 世界可能会有些令人生畏,因此,让我们首先介绍一些简单的概念。

对于数字系统,如音频,视频和无线领域,形成信号的结果是与采样率
相关的。

举例来说,以48 kHz(即每秒48000 个样本)对专业音频信号进行采样。

相比之下,消费者的CD 播放机则使用44.1 kHz 的采样率。

多速率系统
多速率系统使用多个采样速率。

在某些情况下,运行于某个速率的系统
的一部分需要一个原来以另外某个速率采样的信号(转换专业音频到消费者的
CD 音频就是一个例子)。

在这种情况下,原始信号的速率必须根据需要增加或
减少。

或者针对特定的用途,也可能以比实际需要更高的速率对原来的数据进
行了采样。

因此,降低采样率,然后运行所得到的数据就可以大幅度降低数据
吞吐量的要求,降低对存储器的要求,提高处理效率并降低功耗。

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