LMS自适应滤波器的仿真与实现

2．2 DSP Builder建模
采用Altera公司的FPGA器件可进行数字信号的处理设计。Altera公司提供有可视化的开发工具软件DSP Builder。利用它可在MATIAB的图形仿真环境Simulink中建立一个*mdl模型文件，同时在DSP Builder和其他Simulink库中找到相应的图形模块并调入Simulink窗口。图2所示为4阶LMS滤波器模型界面。利用其强大的图形化仿真和分析功能，可以分析系统的正确性。

图中以shuru．mat为输入信源，qiwang．mat为期望，信宿为Scope。除图中这些模块外，还有一些总线控制模块和权系数控制模块。其运行模型观察的显示结果如图3所示。在这种FIR滤波器的LMS算法中，其误差将随着权的逼近逐渐减小，但没有等于零，而是在零值上下起伏，这说明了LMS算法是用平方误差代替均方误差而造成的误差缺点。

3 基于FPGA的实现方法
模型通过以后，运行SigalCompiler可将模型转化成VHDL语言和Tcl脚本。由于在Simuilnk中进行的模型仿真是算法级的，属于系统验证性质的仿真，并没有对VHDL代码进行仿真。而生成的VHDL代码是RTL级且是针对具体的硬件结构的，因此，转化后的VHDL代码实现就可能与*mdl模型描述的情况不符，故有必要再对生成的RTL级VHDL代码进行功能验证。ALTERA公司的ModelSim平台是使用最广泛的基于单内核的VerilogHDL/VHDL混合仿真器，利用它可方便地将信号波形显示为类似模拟信号的格式，特别适合显示复杂信号的波形。这给仿真调试带来了极大的方便。在QuartusⅡ调用上述文件，便可用ModelSim对生成的VHDL代码进行功能级仿真。转化成功后再调用VHDL综合器进行综合并生成底层网表文件。然后再调用OuartusⅡ进行编译，接着用QuartusⅡ根据网表文件及设置的优化约束条件进行布线布局和优化设计的适配，最后生成编程文件和仿真文件。这样，生成的POF／SOF FPGA配置文件便可用于对目标器件的编程配置和硬件实现。

4 结束语
本文采用自上而下的设计思想，并用FPGA实现了自适应滤波器。同时用MATIAB和OuartersⅡ混合仿真实现了LMS算法的设计方案。结果表明，该自适应滤波器具有良好的消燥能力。