下一講：matlab與FPGA無線通信、FPGA數字信號處理系列（2）——Vivado調用IP核設計FIR濾波器
MATLAB 與 FPGA無線通信、圖像處理、數字信號處理系列 彙總
以99階FIR低通濾波器爲例，學習使用matlab的fdatool工具箱設計濾波器，並將濾波器係數導出到.coe文件，聯合Vivado進行FPGA的FIR濾波器設計。
本文濾波器參數爲：低通FIR濾波器，窗函數設計，採用布萊克曼窗，99階，抽樣頻率32MHz，通帶頻率1.5MHz，使用窗函數時截止頻率不需要設定，根據選定的窗函數和階數決定截止頻率。
1. 打開matlab
2.命令行輸入fdatool，回車，打開fdatool濾波器設計工具箱
打開後的初始界面如下：
1處選定濾波器類型（低通、高通、帶通、帶阻）；
2處選擇要設計IIR（無限衝激響應）濾波器還是FIR（有限衝擊響應）濾波器，並且選擇使用哪種方法設計對應的濾波器；
3處設計濾波器的階數，一般階數越多濾波效果越好，但是係數對應的也越多，在FPGA硬件實現的時候會佔用更多的資源，設計時要綜合考慮；
3.設計所需濾波器
低通（Lowpass），FIR濾波器，窗函數設計（Window），採用布萊克曼窗（Blackman），99階（會有100個係數，這個是固定的，N階FIR需要N+1個係數），抽樣頻率32MHz，通帶頻率1.5MHz，使用窗函數時截止頻率不需要設定，選定的窗函數和階數已經限定了截止頻率。
按照上圖設定參數後，點擊Design Filter。
設計完成後，黃色框內顯示幅頻響應曲線，可以看到，使用Fs=32MHz的抽樣頻率，顯示的頻率爲0~Fs/2即0-16MHz的幅頻響應，大概在2MHz左右幅度下降爲原來的-60dB以下，換算成幅度即1/1000以下（-60dB=20log(1/1000)）。
4.參數量化
使用16位的濾波器參數，定點數表示。
點擊左側第三個框，進行參數量化，在FPGA中計算浮點數是很麻煩的事情，並且浮點數的操作在射頻輸出時會影響功放性能，此處設置爲定點數（一般都是設爲定點數處理，設成浮點數可以試一下，是無法導出爲Xilinx設計所需的.coe文件）。這裏進行量化時就會引入量化誤差，位數越少誤差越大，但是位數越多在FPGA硬件中所需的資源也越多，設計中也是需要綜合考慮，此處選擇16位定點數量化（Fixed-point）。
5.導出參數
（1）導出參數到matlab
回到設計界面（不回去也不影響導出參數，此處爲了更方便觀看濾波器的參數），再點擊 Export，即可導出參數到 matlab，導出一個名爲 Num 的數組，名字可以自己修改，在命令行輸入 Num 再回車即可觀察係數。
（2）導出參數到Xilinx的存儲文件（.coe文件）
點擊 Targets -> XILINX Coeffient(.coe) File，
導出的參數共有 100 個，可以發現這樣設計出來的時對稱結構的FIR濾波器，第一個參數和第 100 個參數一樣，第 2 個和第 99 個一樣，依次對應。
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