基于FPGA的FIR滤波器设计与实现

文章研究基于FPGA、采用分布式算法实现FIR滤波器的原理和方法,用DSP Builder设计了一个4阶FIR滤波器,并用QuartusⅡ进行硬件仿真,仿真结果表明设计FIR滤波器的正确性。同时使用IP Core开发基于FPGA的FIR数字滤波器,利用现有的IP Core在FPGA器件上实现滤波器设计。     

基于分布式算法的数字滤波器设计

本文对基于分布式算法的FIR数字滤波器设计进行了研究.在完成了以FPGA和单片机为核心的硬件设计的基础上,将分布式FIR算法应用于FIR滤波器设计,实现了16阶FIR滤波器的设计和凋试,并对算法进行优化使其能够设计更高阶次的滤波器.南于FIR滤波器所具有的种种优点,在实际电路巾被广泛运用.本文将分布式算法引入到滤波器设计中,实现r高阶滤波器的设计.实验结果表明,所设计的硬件具有程序下载方便、便于扩展、通用性强等特点;分布式算法极大地减少了对FPGA资源的占用、有效提高了FPGA内部资源的利用率;滤波器性能指标满足设计要求.     

FPGA实现高速FIR滤波器设计

介绍一种FIR滤波器的FPGA实现方法，该方法以分布式算法为基本原理，详细设计了FPGA上查找表的划分、流水线结构的设计、采样及系统时序的控制等。并阐述了系统采样频率与主时钟以及系统资源消耗之间的关系。     

基于FPGA的高速FIR滤波器设计

FIR滤波器能够实现线性相位特性,可以做到无相位失真,而广泛应用于现代信号处理领域。运用FPGA可编程的特点,采用分布式算法,实现高速有限脉冲响应（FIR）滤波器。仿真结果和板级测试表明这种方法快速,消耗硬件资源少。     

基于FPGA的FIR数字滤波器 算法的改进及仿真

为了减少FPGA综合时FIR滤波器硬件资源的占用,提高运算速度,在分析分布式算法基础上,提出分布式算法的改进算法,以解决分布式算法大量占用存储器空间的问题,提高硬件资源的使用率和运算速率。在QuartusII软件环境下,结合算法进行了仿真。验证了算法的正确性和有效性。     

实时电子稳像系统中Kalman滤波器的FPGA实现

针对实时电子稳像系统中Kalman滤波器的硬件实现问题,提出了一种Kalman滤波的FPGA实现方法。通过对电子稳像算法中Kalman滤波模型的分析,对滤波算法进行了化简,将滤波器的运算分解成简单的加、减、乘、除运算。利用硬件描述语言对Kalman滤波进行了FPGA实现,并对实现的滤波器进行了验证。通过软硬件仿真实验结果的对比,验证了所实现滤波器的有效性。     

LMS算法的自适应滤波器FPGA设计与实现

文章文提出了一种基于现场可编程逻辑阵列器件(FPGA)的自适应有限冲击响应(Finite Impulse Response,FIR)滤波器的设计方法.分析了最小均方误差(Least Mean Squares,LMS)自适应算法的基本原理,针对通用DSP芯片实现的自适应滤波器处理速度低和使用HDL语言编写底层代码用FPGA实现的自适应滤波器开发效率低的缺点,提出了基于System Generator(SYSGEN)系统建模的方法.给出了不同步长因子对算法收敛性能的影响,该方法使设计简单、灵活,省去繁重的VHDL编程过程,自动生成适合硬件要求的文件,硬件资源耗费少,提高了数字信号处理的速度.     

基于FPGA的图像滤波算法实现

本文在研究图像中值滤波算法的基础上，设计了基于FPGA的图像中值滤波器，并以丝杠零件为例验证了该方法的可行性。     

高速并行数字调制信号的产生与实现

数字调制技术是高速通信传输系统的关键技术之一。本文提出了一种全并行的高速数字调制信号产生架构,该架构可以在现场可编程门阵列(FPGA)硬件平台中通过算法级的流水线实现。通过理论分析与推导,并行频域成型滤波器中的DFT/IDFT可以由低复杂度的两个基-8 FFT算法级联构成,进一步给出了具体的FPGA架构和实现方法。另外,为了进一步降低硬件资源,本文分析并设计了一种适用于并行实现的免混频数字正交上变频架构。仿真实验对高速并行数字调制架构中的并行频域成型滤波器在时域和频域分别进行了算法验证,FPGA硬件实现结果验证了高速并行数字调制信号产生的频谱性能。     

基于FPGA的FIR滤波器的设计

在介绍有限脉冲响应(FIR)数字滤波器理论及常见实现方法的基础上,提出了一种基于FPGA的高效实现方案.该方案借助FPGA滤波器芯片和Quartus II软件、DSP Builder软件对该方案进行了仿真验证.仿真实验结果表明:此种FIR滤波器的实现方法运算速度快、实时性好,其性能优于传统的FIR滤波器设计方法.     

Algorithm implementation of high-speed laser gyro signal demodulation filter

Based on the characteristics of field-programmable gate array(FPGA) such as multi-task,high-speed,parallelity,etc,a filtering algorithm is presented to filter the output signal of laser gyr o with high-speed and high accuracy.The filter is composed of basic logic cell s,multipliers an d memory inside FPGA.By using an multiplication decomposition method and design ing reliable time-sequence,the filter is realized,which is easy to be transpl anted and of low cost.Furthermore,all the signal demodulation algorithms of t he laser gyr oscope can be integrated in only one FPGA,which reduces the cost and complexity of the system.     

数字下变频的FPGA实现

研究了高倍抽取的数字下变频设计,重点分析了基于级联积分梳状滤波器和级联半带滤波器的多级抽样频率算法.并提出了用最新的Systemgenerator软件实现FPGA的设计、仿真方案,缩短了开发周期,简化了设计流程,增加了系统的集成度和稳定性,降低了开发成本.对于混频器、级联积分梳状滤波器和数字下变频器都给出了仿真波形.     

基于FPGA的Lucas-Kanade算法优化

在FPGA平台上实现基于光流法的视频运动目标跟踪系统,采用Lucas-Kanade算法进行光流场的计算,在图像预处理阶段提出使用三维高斯滤波代替传统二维高斯滤波,引入相邻像素点在时间轴方向的相关性,增强图像的滤波效果。在3D导数计算阶段提出在求导方向的正交面上进行平滑滤波,并采用匹配的导数和平滑参数,提高光流场计算精度。在FPGA平台上设计多级主流水线加子流水线结构,设计了四端口RAM进行图像缓存,优化了最小二乘矩阵单元和浮点数运算单元,实现了实时视频运动目标跟踪。     

基于FPGA的内嵌滤波算法的高速PCI采集卡设计

针对现有采集卡在滤波处理方面的不足,对采集卡的原理设计、FPGA的开发及滤波算法的实现进行研究,设计出一种新型高速PCI采集卡,其关键技术是将上位机实现的数字滤波器移植到FPGA中,在FPGA内部集成16阶FIR数字滤波器,并将M4K存储块配置为两个双端口RAM,构成双缓冲区。经实验验证,该采集卡能在复杂的使用环境中保证信号的高速、高精度采集,已成功应用于某型飞机的平尾舵机综合测试系统中。     

基于多级半带滤波器的超声相控阵聚焦延时

建立了基于多级半带滤波器的超声相控阵聚焦延时系统,以提高仪器延时精度。研究了聚焦延时原理与延时算法的实现。首先,采用内插滤波的方法,设计了半带滤波器作为内插滤波器;然后,对8倍内插结构进行了改进,通过多级半带内插滤波器合成技术,将合成后的滤波器分解为8个子滤波器进行同时滤波,使得内插与多相分解可同时进行。最后,通过对延时算法的仿真分析与现场可编程门阵列（FPGA）的实现,验证了此算法的可行性。实验结果表明：该系统在100 MHz采样率的条件下可实现1.25 ns延时精度,与同性能普通有限长单位冲激响应（FIR）内插滤波器相比,运算量最大可减少21.4%。此方案在运算量、计算速度、分辨率、性价比方面均具有较大优势,非常适合于实时性强、精度高的聚焦延时算法的实现。     

红外图像实时显示增强系统设计

为了解决红外实时图像处理系统中热像仪输出大动态范围和监视器显示输出小动态范围之间的矛盾,满足信息处理系统大数据量高实时性的要求,设计了一种新的基于FPGA实现的红外实时图像增强算法。首先采用均值滤波的思想统计图像的局部极值,然后使用多级均值法计算图像灰度变换区间分界点,最后对图像作分段线性灰度变换,整个算法通过FPGA实现。实验结果表明,该方法不仅解决了非制冷红外焦平面阵列探测器输出值随其工作时间变化的问题,而且消除了图像中探测器盲元的干扰,丰富了图像背景细节,增强了图像显示效果。与直方图变换等传统图像增强算法相比,该算法计算时间缩短了1.38ms,占用存储资源减少了42倍。在工程应用上,该方案简单可靠,成本较低,易于FPGA实现,可为其他红外实时图像处理系统的设计提供参考。