①　在通用的微型机上用软件实现。软件可由使用者自己编写或使用现成的。自IEEE DSP Comm.推出第一个信号处理软件包以来，国外的研究机构、公司陆续推出不同语言不同用途的信号处理软件包。但是这种实现方法速度较慢，多用于教学与科研。

②　用单片机实现。目前单片机发展速度很快，功能也很强。单片机的硬件环境和信号处理软件可用于工程实际，如数字控制、医疗仪器等。

③　利用专用于信号处理的DSP芯片实现。DSP芯片较之单片机有着突出的优点，如内部带有累加器、乘法器，采用流水线工作方式以及并行结构，多总线，速度快，有适于信号处理的指令等。DSP芯片的问世以及飞速发展，给信号处理技术应用于工程实际提供了可能。源[自[优尔^`论`文]网·www.youerw.com/

基于matlab实现数字滤波设计，可通过修改滤波器的参数十分方便地改变滤波器的特性，因此我们有必要对滤波器的设计方法进行研究，理解其工作原理优化设计方法，设计开发稳定性好的滤波器系统。掌握滤波器的设计技术和原理能为在通信领域、信号处理领域等诸多领域中对数字滤波器的设计提供技术和准备，这不仅具有重要的理论意义同时还具有重要的现实意义。

数字滤波器使用灵活、确度高、可靠性高，具有模拟设备没有的许多优点，已经广泛地应用于各个科学领域, 如数字电视、通信、语音、雷达、声纳、遥感、图像、生物医学以及许多的工程应用领域。随着信息时代、数字时代的到来，数字滤波技术已成为一门极其重要的学科和技术领域。以往的滤波器多采用模拟电路技术，但模拟电路技术存在很多难以解决的问题，如模拟电路元件对温度的敏感性等。采用数字技术则能避免很多类似的难题，数字滤波器在其他很多方面也有突出的优点，在前面已经提到，这些都是模拟技术所不能比拟的，采用数字滤波器对信号进行处理是目前的主流发展方向。目前数字信号滤波器的设计在图像处理、数据压缩等方面的应用取得了令人瞩目的进展和成就。近年来迅速发展。

1.3  本文研究内容及章节安排

本文介绍了数字滤波器（包括IIR和FIR）的结构和特点及设计方法，重点研究FIR低通数字滤波器设计及FPGA实现。

    本论文所做的主要工作如下：

1．以数字滤波器的基本理论为依据，在Matlab中分别对IIR及FIR滤波器设计并进行分析，从而为FIR的FPGA实现打下基础。

2．针对基于FPGA硬件实现的特点，实现了级联方式实现8阶FIR低通滤波器，在设计中都采用了层次化、模块化的设计思想，将整个滤波器划分为多个功能模块，最终完成了FIR数字滤波器的设计。

3．设计中采用quartus II中cyclone系列器件，通过quartus II软件设计方

案进行了综合仿真。为了更好的验证仿真结果的正确性，文中应用了MATLAB仿真方法对设计的电路进行仿真测试，结果达到设计指标。并用MATLAB对仿真结果进行了分析，证明了所设计的FIR数字滤波器功能正确。

2  数字滤波器结构

数字滤波器可以用软件实现也可以用硬件实现，具体采用哪种实现方式完全取决于其应用。在这两种实现方式中，信号变量和滤波器的系数都不可能是无限精度的。由于有限精度的影响，采用基于

                        （2-1）     

或                                   （2-2）

的直接实现都可能无法提供令人满意的性能。因此，有必要构造另外一种时域表达式，使其输入输出关系等效于前面两式。这种时域表示的具体形式取决于需要实现的数字滤波器的类型，所选择的实现方法比粗在有限精度运算的条件下提供令人满意的性能。