几种不同的FIR滤波器设计及对比

数字滤波器通常分成有限脉冲响应（finite impulse response，也就是FIR）和无限脉冲响应（infinite impulse response，也就是IIR）两大类。FIR 滤波器相对于IIR滤波器而言，优点是相位线性和性能稳定，应用范围广，缺点是需要长的冲击响应（即高阶数）才能得到理想的结果，实现难度较大。因此在FPGA 上实现高性能FIR 滤波器是很具有挑战性的。下面我们用几种不同的方法来完成FIR滤波器设计，并进行比较。
FIR 滤波器的系数为{11，-69， -51， 61， 85， -72， -198， -37， 234，72，-631，-922，594，4185，8139，9871，8139，4185，594，-922，-631，72，234，-37，-198，-72，85，61，-51，-69，11}。两路输入，输入信号位宽为7，输出信号位宽为23。
设计输入为VHDL 语言，输入输出信号声明如下：
entity receive_low_pass_filter is
port (chip_input_i : in signed(6 downto 0);

chip_input_q : in signed(6 downto 0);
clk : in std_logic;
reset : in std_logic;
data_i_channel_output : out signed(22 downto 0);
data_q_channel_output : out signed(22 downto 0) );
end receive_low_pass_filter;
第一种方法：使用Altera 公司的QuartusII3.0 单独完成整个设计过程，在Quartus 中新建一个项目（project），然后将VHDL 文件添加进去，我们选
择APEX 系列20K1000EBC652 芯片，执行Start Compilation，得到时序分析报告，发现最大频率为72.19MHz。
第二种方法：使用Precision RTL 综合在不使用任何约束条件下对VHDL 文件进行综合，如图2 所示。

图 2 Precision RTL 综合界面
用综合得到的网表文件（EDIF 文件）代替Quartus 项目中的VHDL 文件，执行Start Compilation，得到时序分析报告，发现最大频率为95.2MHz。

B 时序仿真
图4 仿真结果
以上实例充分验证了Precision RTL 综合在FPGA 设计中的重要作用，它对我们设计水平的提高有很大帮助。