一种基于FPGA的高性能多路FIR数字抽取滤波器及其读写方法

摘要

一种基于FPGA的高性能多路FIR数字抽取滤波器及其读写方法，它包括时分复用模块、时序控制模块、地址控制模块、双口RAM存储模块、运算系数配置模块、滤波运算模块和解时分复用模块，该滤波器需要使用所在的FPGA内的乘法器的个数E=[[M/2]/D]，同时令P=[M/D]，Q=[P/2]。本发明有效地避免了读写冲突造成的误操作、容易在FPGA内实现、节省了FPGA内数量很有限的高速硬核乘法器、方便后续滤波运算的实现、在FPGA内实现的数字电路具有很高的时序性能。采用本设计的读写策略方案使滤波方法在FPGA内的实现变得十分容易，数据流都是直接送给下级运算单元，降低了方法实现的复杂度。

主权项

一种基于FPGA的高性能多路FIR数字抽取滤波器，其特征是它包括时分复用模块、时序控制模块、地址控制模块、双口RAM存储模块、运算系数配置模块、滤波运算模块和解时分复用模块，该滤波器的倍抽取为D，具有N个通道、M个滤波系数和L位数据宽度，该滤波器需要使用所在的FPGA内的乘法器的个数E＝[[M/2]/D]，同时令P＝[M/D]，Q＝[P/2]：时分复用模块TDM：通过N个通道采集N个L位的待滤波数据，将各通道的并行数据输入转化为1个通道的L位串行数据输出，并产生同步信号Sync_in；时序控制模块TIME_CTRL：根据同步信号Sync_in产生其它模块的控制信号和同步后的串行数据；地址控制模块ADDR_CTRL：根据时序控制模块的控制信号产生双口RAM存储模块的2E个读地址信号、1个写地址信号和1个写使能信号；双口RAM存储模块DPRAM：用于存储时序控制模块同步后的待滤波数据，将串行数据按照写地址写入以后，再按照读地址读出，转换为符合滤波运算方法结构的串行数据，数据读出后对无效数据进行过滤，再通过2E个L位寄存器输出至滤波运算模块；运算系数配置模块COMP_COEF：用于产生滤波运算的M个相关系数，根据控制信号，配置滤波运算需要的M个系数；滤波运算模块COMP_OPE：通过2E个L位寄存器从双口RAM存储模块中读取2E个L位串行数据，配合运算系数配置模块的M个相关系数完成数据的滤波运算，模块内包括了FPGA内的E个乘法器；解时分复用模块TDDM：完成N个通道滤波输出数据的解复用。