基于Matlab和FPGA的FIR数字滤波器设计及实现

移位相加单元时序仿真：仿真结果如图5所示，输入一个阶跃信号(8191)，从图5中可以看出，输出数据从D_out_a到D_out_p依次有一个时钟周期的时延，并且总的时延和滤波器阶数(32)相等，最后输出数据是16 382=8 191*2，和理论计算值相同。

4．2 与滤波器系数相乘
数据首尾相加输出后与滤波器系数h(n)相乘，由于FIR滤波器的结构是对称的，因而只需16个乘法器即可。乘法器直接调用QuartusⅡ里面的参数化元件库，系数的位宽设为18。关键Verilog语句如下：

以上为一个乘法器设置方法，16个乘法器的整体模块图如图6所示。

为了便于仿真测试，乘法器单元一开始只设置了4个输入。其中h(0)=100，h(1)=200，h(2)=300，h(3)=400，a，b，c，d为4个输入数据，与h(n)相乘后对应输出分别为R_a，R_b，R_c和R_d。这样设计不失一般性，仿真无误后再扩充到16个即可。仿真结果如图7所示。

4．3 乘法器输出结果相加
16路数据相加后位数被扩为33+4=37，另外要在其输出端加一寄存器，以消除毛刺。此模块原理图如图8所示。

相加输出模块仿真：实际用到的是16输入的加法器，为便于仿真测试．输入先设为4路，仿真结果如图9所示。

4．4 截位输出