[发明专利]一种简化查找表的分布式FIR滤波器

说明书

本发明提供一种简化查找表的分布式FIR滤波器，属于滤波器领域，本发明包括输入延时模块，预相加模块，并串转换模块，查找表模块，移位累加输出模块，时钟控制模块。所述输入延时模块与预相加模块相连，预相加模块与并串转换模块相连，并串转换与查找表模块相连，并串转换模块与移位累加输出模块相连，时钟控制模块控制上述模块的时钟同步。该发明的简化查找表的分布式FIR滤波器设计方法，能够大大减小电路的涉及规模，减少大量FPGA器件的资源利用，从而较大程度的提高运算速度。

技术领域

本发明涉及滤波器技术领域，尤其涉及一种简化查找表的分布式FIR滤波器。

背景技术

数字滤波成为数字信号处理中一个非常重要而且应用普遍的技术。数字滤波器在硬件实现上主要涉及转换器、转换器、寄存器、存储器及微处理器等，数字滤波器具有体积小重量轻、灵活、精度高、稳定、不要求阻抗匹配等优点，同时还可以满足滤波器幅度和相位特性的严格要求，随着系统对宽带、高速、实时信号处理越来越高的要求，对滤波器的处理速度、性能等要求也随之提高，滤波器性能的优劣对系统性能有重要的影响。

FIR数字滤波器中包含许多的由乘法和累加构成的卷积运算，最直观的方法是用可以时分复用的乘累加器来实现。这种实现方法占用资源较少，但处理速度较慢，所以只能适用于结构简单、对处理速度要求不高的系统。

现存的解决方案中，有通过查找表的方式实现一个FIR滤波器的设计，保障设备整体正常运行，且技术较为成熟，缺点是计算量大，查询慢，需要消耗的硬件资源较多。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种简化查找表的分布式FIR滤波器，以提高查询速度，降低计算量，减少硬件消耗。

本发明的技术方案是：

一种简化查找表的分布式FIR滤波器，包括包括输入延时模块，预相加模块，并串转换模块，查找表模块，移位累加输出模块，时钟控制模块。

所述输入延时模块与预相加模块相连，预相加模块与并串转换模块相连，并串转换与查找表模块相连，并串转换模块与移位累加输出模块相连。

该简化查找表的分布式FIR滤波器设计方法通过以上不同模块之间的通信，可以实现信号从采集到滤波的整个阶段。

作为优选，该简化查找表的分布式FIR滤波器设计方法还包括时钟模块，所述时钟控制模块与输入延时模块，预相加模块，并串转换模块，查找表模块，移位累加输出模块分别连接。

作为优选，预相加模块为防止数据相加产生溢出，需要对结果进行扩展。预相加由D触发器组成。

作为优选，并串转换模块需要对时钟信号进行倍频。

作为优选，移位累加输出模块对输出结果进行锁存处理。

具体操作步骤如下：

S1、首先提取滤波器系数，并对滤波器系数进行量化；

S2、输入延时模块对输入数据进行同步延时，为后续的预相加模块做好准备；

S3、预相加模块对数据进行相加处理；

S4、并串转换模块将输入的串行数据转换为并行数据，对时钟信号进行倍频；

S5、查找表模块将输入信号作为查找表的查询地址进行查询，将大查找表分割为小查找表，并对小查找表的结果进行相加，作为总输出。为防止溢出，进行位扩展；

S6、移位累加输出模块将查找表的部分积移位累加，对最终结果进行锁存输出；

S7、时钟控制模块产生控制信号对其他模块进行控制，指挥、控制其他模块的工作，使各模块按照一定的时序依次执行各自的功能，最终组合在一起实现滤波器的功能。