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第10 章 DSP Bu ilder 设计深入 应用Matlab/DSP Bu ilder 可以对多种类型的电子线路模块或系统进行建模、分析和硬件实现，且更擅长于一些较复杂的功能系统，及偏向于高速算法方面的模块的设计和实现，还能利用HDL Import 模块将 HDL 文本设计转变成为 DSP Bu ilder 元件。 本章将给出一些 DSP 及数字通信领域中实用模块的设计实例，以及基于 Matlab/DSP Bu ilder 平台的IP 核的应用。 10.1 FIR 数字滤波器设计 FIR（Finite Impu lse Response：有限冲激响应）滤波器在数字通信系统中，被大量用于以实现各种功能，如低通滤波、通带选择、抗混叠、抽取和内插等。 在 DSP Bu ilder 的实际应用中，FIR 滤波器是最为常用的模块之一。DSP Bu ilder 的FIR滤波器设计方式有多种，作为示例，本节介绍基于模块的FIR 与基于 IP 的FIR 设计方法。 10.1.1 FIR 滤波器原理 对于一个 FIR 滤波器系统，它的冲激响应总是有限长的，其系统函数可以记为： ∑=−=Mkkk zbzH0)( 10-1 最基本的FIR 滤波器可用下式表示： ∑−=−=10)()()(Liihinxny 10-2 其中 ( )x n 是输入采样序列， ( )h n 是滤波器系数， L 是滤波器的阶数，)(ny表示滤波器的输出序列。也可以用卷积来表示输出序列)(ny与)(nx、)(nh的关系。 )()()(nhnxny∗= 10-3 图 10-1 中显示了一个典型的直接 I 型3 阶 FIR 滤波器，其输出序列)(ny满足下列等式： EDA 技术与VHDL 366)3()3()2()2()1()1()()0()(−+−+−+=nxhnxhnxhnxhnh 10-4 在这个FIR 滤波器中，总共存在3 个延时结，4 个乘法单元，一个4 输入的加法器。如果采用普通的数字信号处理器（DSP Processor ）来实现，只能用串行的方式顺序地执行延时、乘加操作，不可能在一个DSP 处理器指令周期内完成，必须用多个指令周期来完成。 z-1z-1z-1x (n)h(0)h(1)h(2)h(3)y (n) 图 10-1 3 阶 FIR 滤波器结构 但是，如果采用FPGA 来实现，就可以采用并行结构，在一个时钟周期内得到一个FIR滤波器的输出，不难发现图 10-1 的电路结构是一种流水线结构，这种结构在硬件系统中有利于并行高速运行。 10.1.2 使用 DSP Bu ilder 设计 FIR 滤波器 使用DSP Bu ilder 可以方便地在图形化环境中设计 FIR 数字滤波器，而且滤波器系数的计算可以借助 Matlab 强大的计算能力和现成的滤波器设计工具来完成。 1．3 阶常数系数FIR 滤波器设计 一...