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FIR仿真教程__Altera FIR
FIR仿真教程__Altera FIR
乘着前面写了一个FFT的操作教程，那么趁热把自己做的FIR也顺便写个教程回顾一下，方便以后使用，因为上家公司使用的是Altera的器件，同样这次仿真也就使用Altera 的IP直接进行演示，后期有时间再弄弄Xilinx的。O(∩_∩)O~
1 FIR的原理
FIR滤波器广泛应用于数字信号处理中，主要功能就是选择性的留下有用信号，剔除不必要的信号滤除。FIR滤波器是全零点结构，系统永远稳定；并且具有线性相位的特征，在有效频率范围内所有信号相位上不失真。在无线通信收发机中的DDC/DUC模块，抽取和内插都需要加入滤波器以防止信号在频谱上混叠，最典型的是采用FIR滤波器实现半带滤波器。
FIR滤波处理如下式所示，其中x(n)为输入信号，h(n)为FIR滤波系数，y(n)为经过滤波后的信号；N表示FIR滤波器的抽头数，滤波器阶数为N-1。
由上式可得到FIR滤波器在FPGA中的实现结构，如图1所示，主要由延迟单元Z-1、乘法器和累加器组成。此结构为直接型FIR滤波器结构，也称横向结构(transverse)。
比较细致的FIR 滤波器原理当然大家可以自己搜索学习，以及怎么用在自己的实际项目中。
2 FIR ip配置
新建工程及ip这个就不说了，想必大家都清楚，我们直接对ip核参数进行配置
2.1 参数设置如下
因不涉及实际的项目使用，只是单纯的进行操作演示，所以所有参数均采用默认配置，实际使用中根据自己的项目进行相应的配置就好。
2.2 生成仿真模型
2.3 生成文件
当出现红色区域标志的信息是表示IP 配置完成，接下来可以进行仿真了。
3 FIR ip仿真
3.1 Matlab实现
Matlab文件包括fir_mlab.m，fir_model.m两个文件，fir_mlab.m为函数实现文件，
fft_model.m调用fir_mlab.m函数。
对于不熟悉matlab的可以通过下面的图区分，一般函数文件它上面都带个fx
仿真步骤是：
1) 双击fft_model.m，在代码编辑窗口Editor可以查看文件源码，
2) 点击RUN，运行fft_model.m，在文件目录一个txt文件，这就是通过matlab生成的FIR结果文件
fir_model_output.txt
对应matlab源码中的
% Write data out to file
file_name = [‘fir_model_output‘];
outfile1 = fopen([file_name, ‘.txt‘],‘w‘);
fprintf(outfile1, ‘%d\n‘, reshaped_output);
另外为了直观的查看滤波效果，我们在fft_model.m文件中添加如下代码，
效果图如图所示，我们最后可以与modelsim仿真的效果图进行对比查看一下
3.2 modelsim仿真
新建一个Project，直接命名为fir好了，但是Project Location需要放在fir的生成目录，不然很多文件会找不到的，造成的一堆麻烦我可不负责哦，O(∩_∩)O~
添加下图的文件，
添加好以后进行Compile Out_of_Date，编译完成后仿真，记得把该添加的库添加进去啊，
注意,我的modelsim已经编译过altera的仿真库，所以可以直接添加，没有编译过的自行百度如何编译altera库，以及注意编译后的库位置，再次进行仿真，提示
大意就是1ps的仿真精度是小于一个选择的SystemC 或者 VHDL设计单元的精度的， 在仿真的时候将default值修改为合适的值就可以
. 将对应的波形添加进行观察，仿真结果如下
我们将仿真结果与matlab输出的数据文件比较一下看看，可以通过波形数据和matlab输出的数据比较，当然也可以直接查看输出的数据文件
fir_model_output（matlab输出的数据文件）
fir_output（modelsim输出的数据文件）
测试数据结果一致，关于fir滤波器的仿真就简单的操作了一下，希望能对从事这方面的同行有所帮助，如有不当的地方还请大家多包涵，不吝赐教，谢谢\(^o^)/~
明天就中秋了，祝大家中秋节快乐！！！O(∩_∩)O哈哈~
By 卖红薯的小孩
2016/9/14 晚于杭州
FIR仿真教程__Altera FIR