基于FPGA的高速FIR数字滤波器的设计

采用了分布式算法、Booth算法、Wallace树和超前进位加法器、进位选择加法器结构,以及流水线技术,基于FPGA进行了高速FIR数字滤波器的设计。以低通FIR数字滤波器为例,利用Matlab辅助滤波器设计并做了频谱特性的验证,在ISE软件上进行了功能仿真、时序仿真和综合,并给出了综合的电路框图、资源使用情况以及最高工作频率。通过运用多种优秀的快速算法及流水线技术,可以打破FPGA中缺乏实现乘累加运算有效结构的缺点,实现高速FIR数字滤波器的设计,使FPGA在数字信号处理方面有长足发展。     

基于16位定点DSP的并行乘法器的设计

设计了一种用于1 6位定点DSP中的片内乘法器.该乘法器采用了改进型Booth算法,使用CSA构成的乘法器阵列,并采用跳跃进位加法器实现进位传递,该设计具有可扩展性,并提出了更高位扩展时应改进型方向.设计时综合考虑了高性能定点DSP对乘法器在面积和速度上的要求,具有极其规整的布局布线.     

32位嵌入式定/浮点乘法器设计

文章提出一种RISC MCU中的32位嵌入式定／浮点乘法器的设计，用于完成32位定／浮点乘除法。利用一种新的改进型三阶Booth算法，并采取Wallace树结构及CSA加法器，与基于二阶Booth算法的设计相比，该乘法器运算速度提高了1／3以上。     

基于Verilog的FIR数字滤波器设计与仿真

设计一种基于Verilog的FIR数字低通滤波器。在结构上改变了以往乘法器和加法器的简单结合,利用分布式算法构造查找表进行乘累加运算,节约资源占用并且提高运算速率。利用Matlab工具设计和获取滤波器参数,并且进行仿真验证。滤波器参数量化后形成查找表,利用Verilog HDL语言对硬件电路模块进行设计描述,并且用Model Sim进行整个硬件电路系统的功能仿真,验证了设计的正确性。设计在速度和面积方面做了折中和优化,成功实现了数字滤波的功能。     

基于分布式算法FIR滤波器的设计与实现

提出了一种基于现场可编程逻辑器件(FPGA)的有限冲击响应(Finite Impusle Response, FIB)滤波器的设计新方法,该方法利用分布式算法来并行实现FIR数字滤波器硬件电路,并用VHDL编程。仿真实验结果表明,该方法能使设计简单、灵活,同时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。     

采用多级子并行滤波器级联结构的并行FIR滤波器

在并行FIR的快速迭代短卷积算法(ISCA)基础上,采用多级小尺寸并行FIR结构级联结构,实现了一种新型并行FIR滤波器.在增加一定量的加法器和延迟单元等弱运算强度单元的情况下,大大减少使用的乘法器数量.一个采用3级(2×3×6)级联结构的2并行36抽头FIR滤波器仅需18个乘法器,比单级ISCA算法实现的FIR结构节省了67%,更适合于专用并行FIR滤波器的VLSI实现.     

基于MAC单元的低功耗低延时FIR滤波器的设计与分析

乘法器在数字信号处理系统中承担了很重要的作用,而乘法器消耗相当大的功耗,因此有必要进行乘法器的低功耗研究。介绍一种基于乘法累加(MAC)单元的FIR滤波器的设计,其中乘法器利用基4华莱士树乘法器,加法器利用超前进位加法器,在优化整合之后,得到低延时低功耗FIR滤波器。实验证明,该文设计的FIR滤波器具有很小的延时与很低的动态功耗。     

基于FPGA的FIR滤波器设计

数字滤波器在数字信号处理中占有很重要的地位,该文介绍了FIR滤波器的两种实现算法：乘累加算法和优化的分布式算法,其中分布式算法作为优化算法进行研究。其次,根据FIR滤波器理论,采用线性相位结构优化滤波器的设计。并给出了FIR滤波器的模块划分和FIR滤波器的主要模块的实现,最后对FIR滤波器进行了系统仿真和验证。     

数字滤波器性能指标优化中FIR的设计与仿真研究

数字滤波器,通俗来讲,就是一种算法或者装置,一般情况下由数字乘法器、加法器和延时单元3部分构成。对数字滤波器的设计方法研究已有20年的历史,目前其正处于稳定发展时期。遗传算法等优化算法的利用,在优化数字滤波器的性能指标以及仿真实现FIR数字滤波器方面进行得如火如荼。这种基于生物界自然选择和进化机制发展的算法具有并行度高、随机、自适应搜索等特点,当前在组合优化、生产调度、自动控制、图像处理、机器学习、数据挖掘等各个方面均有所应用。正如人们所理解的,数字信号处理就是从噪声中寻找有用的信号,恰巧这也是寻找最优解的过程。可以说,在数字滤波器设计方面,遗传算法是一个大胆的尝试。所以,文章针对数字滤波器性能指标优化中FIR的设计与仿真进行了研究。     

一种基于RISC结构单片机的数字乘法器的设计

介绍了一种8位RISC结构单片机中乘法器的设计方法，分析了移位相加、加法器树、Booth编码一移位相加等多种乘法器的工作原理，并采用Synopsys综合工具实现了这些乘法器。综合及仿真结果表明，根据该8位RISC结构单片机特点设计的Booth编码一移位相加乘法器较之其它类型乘法器速度提高很多，而面积仅比最小的移位相加乘法器增加不到18％。从速度和面积两方面综合考虑，是较好的设计方案。     

一种新型的高速FIR滤波器及其VLSI实现

本文提出了一种新型的高速滤波器结构,此结构的核心是一种独特的乘加单元.该乘加单元是通过对BOOTH型乘法器与高速加法器结构的深入研究而探索出来的.采用该乘加单元我们可以实现任何阶数高速FIR滤波器.在文章的最后我们采用该结构实现了视频编码器中的一个高速色度滤波器,并与采用传统结构设计的该滤波器进行了性能比较.     

基于MATLAB及FPGA的高速FIR滤波器的设计

FIR滤波器是一种被广泛应用的基本的数字信号处理部件。现提出采用MATLAB的窗函数方法设计并在附上实现高速FIR滤波器的一种新的方案。这种结构采用流水线技术，通过对高速乘法器的合理分割并组合Wallace加法树阵列构成，可以方便地调整滤波器的阶数和系数，适合不同场合的应用。通过编程调试结果表明，该设计是可靠的，可作为高速数字滤波器设计的较好方案。     

可变带宽FIR低通滤波器设计和RAG算法系数综合

提出使用简化加法器图算法综合可变带宽FIR数字滤波器。首先使用谱参数的方法建立可变带宽、线性相位的FIR低通数字滤波器的系统函数,通过使用加权最小均方的方法,得到了滤波器系数的最优表达式。然后基于可变滤波器结构为定系数FIR子滤波器线性组合的特点,提出使用筒化加法器图算法综合其硬件结构。该算法生成一种能最大程度地利用系数之间共享特性的加法器流图,使用较少的加法器个数和加法次数实现系数相乘。最后设计实例证明了可变带宽的有效性和该算法的高效性。     

系数预处理在FIR数字滤波器设计中的应用

系数预处理属于算法强度缩减的范畴.本文主要介绍了系数预处理的思想,通过系数预处理减少FIR数字滤波器中乘法运算器的个数而适当地增加加法运算器的个数,从而对FIR数字滤波器的结构进行改进,同时给出了较为完整的改进算法的ASIC实现,对于输入的信号其长度为可变的情况也给出了通过分段卷积的方法来实现的思想,并且给出了具体的实例.通过合理的设计,大大减少了FIR数字滤波器芯片的面积,提高芯片的信号处理速度.     

Computation sharing programmable FIR filter for low-power and high-performance applications

This paper presents a programmable digital finite-impulse response (FIR) filter for high-performance and low-power applications. The architecture is based on a computation sharing multiplier (CSHM) which specifically targets computation re-use in vector-scalar products and can be effectively used in the low-complexity programmable FIR filter design. Efficient circuit-level techniques, namely a new carry-select adder and conditional capture flip-flop (CCFF), are also used to further improve power and performance. A 10-tap programmable FIR filter was implemented and fabricated in CMOS 0.25-/spl mu/m technology based on the proposed architectural and circuit-level techniques. The chip's core contains approximately 130 K transistors and occupies 9.93 mm/sup 2/ area.     

Hardware-efficient FIR filters with reduced adder step

A technique for reducing the hardware complexity of constant coefficient finite impulse response (FIR) digital filters, without increasing the number of adder steps in the multiplier block adders, is presented. The filter coefficients are adjusted so that the number of full adders in the hardware implementation of any coefficient is independent of the coefficient wordlength and the number of shifts between nonzero bits in the coefficient. Results show that the proposed technique achieves a significant reduction in both the multiplier block adders and the multiplier block full adders when compared to existing techniques.     

基于改进的布斯算法FPGA嵌入式18×18乘法器

设计了一款嵌入FPGA的乘法器,该乘法器能够满足两个18b有符号或17b无符号数的乘法运算。该设计基于改进的布斯算法,提出了一种新的布斯译码和部分积结构,并对9-2压缩树和超前进位加法器进行了优化。该乘法器采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,其关键路径延迟为3.46ns。     

Circuit techniques for CMOS low-power high-performance multipliers

In this paper we present circuit techniques for CMOS low-power high-performance multiplier design. Novel full adder circuits were simulated and fabricated using 0.8-μm CMOS (in BiCMOS) technology. The complementary pass-transistor logic-transmission gate (CPL-TG) full adder implementation provided an energy savings of 50% compared to the conventional CMOS full adder. CPL implementation of the Booth encoder provided 30% power savings at 15% speed improvement compared to the static CMOS implementation. Although the circuits were optimized for (16×16)-b multiplier using the Booth algorithm, a (6×6)-b implementation was used as a test vehicle in order to reduce simulation time. For the (6×6)-b case, implementation based on CPL-TG resulted in 18% power savings and 30% speed improvement over conventional CMOS