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FIR數(shù)字濾波器概述

　　如今，F(xiàn)PGA已成為數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的核心器件，尤其在數(shù)字通信、網(wǎng)絡(luò)、視頻和圖像處理等領(lǐng)域�，F(xiàn)在的FPGA不僅包含查找表、寄存器、多路復(fù)用器、分布式塊存儲(chǔ)器，而且還嵌入專(zhuān)用的快速加法器、乘法器和輸入，輸出設(shè)備。FPGA具有實(shí)現(xiàn)高速并行運(yùn)算的能力，因而成為高性能數(shù)字信號(hào)處理的理想器件。此外，與專(zhuān)用集成電路(ASIC)相比，F(xiàn)PGA具有可重復(fù)編程的優(yōu)點(diǎn)。

　　根據(jù)單位脈沖響應(yīng)的不同，數(shù)字濾波器主要分為有限脈沖響應(yīng)(FIR)和無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR)2大類(lèi)。在同樣的設(shè)計(jì)要求下，IIR方式計(jì)算工作量較小。但難以得到線性相位響應(yīng)，且系統(tǒng)不易穩(wěn)定；FIR方式的計(jì)算工作量稍大，但在設(shè)計(jì)任意幅頻特性時(shí)，能保證嚴(yán)格的線性相位特性；由于其實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)主要是非遞歸的，F(xiàn)lR濾波器可以穩(wěn)定工作。FIR數(shù)字濾波器是數(shù)字多普勒接收機(jī)的重要組成部分，因此，研究FIR數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)技術(shù)具有重要意義。隨著FPGA技術(shù)的不斷發(fā)展，F(xiàn)PGA逐漸成為信號(hào)處理的主流器件。而在FPGA中，數(shù)字濾波器不同的實(shí)現(xiàn)方法所消耗的FPGA資源是不同的，且對(duì)濾波器的性能影響也有較大差異。

　　從串行結(jié)構(gòu)中可以看出，F(xiàn)IR濾波過(guò)程就是一個(gè)信號(hào)逐級(jí)延遲的過(guò)程，將各級(jí)延遲輸出加權(quán)累加，得到濾波輸出，其中最主要的運(yùn)算是乘累加運(yùn)算。FIR每完成一次濾波過(guò)程需要進(jìn)行N次乘法和(N-1)次加法運(yùn)算，N為濾波器的階數(shù)。所以，濾波器的運(yùn)算量完全取決于N的大小，當(dāng)N很大時(shí)，延遲將非常長(zhǎng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高速信號(hào)處理。

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