利用中档FPGA实现多相滤波器

Allevi

利用中档FPGA实现多相滤波器

引言

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。

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