vivado实现fir低通滤波器

### 设计和实现FIR低通滤波器的方法 在Vivado中设计和实现FIR低通滤波器的过程涉及多个步骤，包括使用MATLAB生成滤波器系数、配置Vivado中的FIR IP核以及完成硬件描述语言（HDL）代码的仿真验证。 #### MATLAB滤波器设计 为了设计一个合适的FIR低通滤波器，可以利用MATLAB的强大功能来计算所需的滤波器系数。例如，在采样频率为10 MHz的情况下，目标是创建一个通带范围为0到1 MHz、阻带高于2 MHz的滤波器[^2]。这可以通过`firpm`函数或其他类似的工具箱函数实现。一旦得到这些系数，它们就可以被导出并应用于后续的硬件实现阶段。 ```matlab % 使用 firpm 函数设计 FIR 低通滤波器 Fs = 10e6; % 采样率 (Hz) Fc = [1e6, 2e6]; % 截止频率 (Hz), 对应于通带到阻带过渡区域边界 A = [1, 0]; % 幅度响应向量: 通带=1, 阻带=0 b = firpm(30, Fc/(Fs/2), A); % 计算阶数为30的线性相位FIR滤波器 ``` 以上代码片段展示了如何定义基本参数并通过调用 `firpm` 来获得一组特定规格下的滤波器系数[^2]。 #### Vivado 中的 FIR IP 核配置 接下来是在 FPGA 开发环境——即 Xilinx 提供的 Vivado 软件里设置好相应的 FIR Compiler IP Core 。此操作允许工程师指定各种属性比如输入输出数据宽度、对称结构选项等等，并加载由前面提到过程产生的定制化权重数值进去作为内部乘法累加运算依据的一部分[^1]。 具体而言： - 打开 **IP Integrator** 页面； - 添加新的 IP （搜索关键词 “Filter” 或者直接定位至 *FIR Compiler v7.x* 这样的条目）； - 设置必要的参数如采样速率、字长精度等匹配先前规划好的条件设定； - 导入外部预计算所得之 tap 值列表或者让系统自动推断合理默认值集； 最后一步非常重要因为它直接影响最终合成出来的电路行为特性是否符合预期标准[^1]。 #### HDL 编码与仿真检验 当所有的前期准备工作完成后，则需撰写额外的支持逻辑模块并与选定的核心实例互联起来形成完整的顶层设计图。这部分可能涉及到同步机制建立、接口适配等方面的工作内容。随后执行全面的功能性和时序方面的模拟测试以确认整个架构能够在真实世界条件下正常运作无误。 以下是简单的 Verilog 实现框架示意： ```verilog module top_module ( input wire clk, input wire reset_n, input wire signed [15:0] data_in, output reg signed [15:0] data_out ); // Instantiate the FIR filter core here... fir_compiler_0 u_fir_compiler_0 ( .aclk(clk), .aresetn(reset_n), .s_axis_data_tvalid(1'b1), .s_axis_data_tdata(data_in), .m_axis_data_tvalid(), .m_axis_data_tdata(data_out) ); endmodule ``` 上述例子仅展示了一个顶层封装形式，其中包含了对于之前所讨论过的那个预先配置完毕后的子单元实体声明部分[^1]。 ---