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1、摘要- 1 -摘 要在许多应用中，数字滤波器与模拟滤波器相比因为具有多个优势而被优先采用，例如数据压缩，生物医学信号处理，语音处理，图象处理，数据传输，数字音频，电话回声对消，等等。数字滤波器按类型分为 2 大类: 无限冲激响应 IIR 和有限冲激响应 FIR 数字滤波器。与 FIR 数字滤波器相比,IIR 数字滤波器可以用较低的阶数获得高选择性, 所要求的阶所用存储单元少, 且成本低、信号延迟小, 同时还可以利用模拟滤波器设计成果, 设计工作量相对较小，因此 IIR 数字滤波器在很多领域中有着更广阔的应用前景。此外，它还具有以下特点：1.精度和稳定性高，2.系统函数易改，3.不存在阻抗匹配问
2、题，4.便于大规模集成，5.可实现多维数字滤波器。Verilog HDL 是 一 种 硬 件 描 述 语 言 （ HDL:Hardware Discription Language） ， 是 一 种 以 文 本 形 式 来 描 述 数 字 系 统 硬 件 的 结 构 和 行 为 的 语言 ， 用 它 可 以 表 示 逻 辑 电 路 图 、 逻 辑 表 达 式 ， 还 可 以 表 示 数 字 逻 辑 系 统所 完 成 的 逻 辑 功 能 。 Quartus II 是 Altera 公 司 的 综 合 性 PLD 开 发 软 件 ， 支 持 原 理 图 、VHDL、 VerilogHDL 以 及
3、AHDL（ Altera Hardware Description Language） 等 多 种 设 计 输 入 形 式 ， 内 嵌 自 有 的 综 合 器 以 及 仿 真 器 ， 可 以完 成 从 设 计 输 入 到 硬 件 配 置 的 完 整 PLD 设 计 流 程 。 木文在分析了各种IIR实现结构的基础上，研究了IIR数字滤波器的常用设计方法及其FPGA的设计与实现，在IIR实现方面，采用Verilog HDL语言编写相应的硬件实现程序，并利用Altera公司的Quartus II软件进行了仿真，最后用Matlab 进行了验证。关键词：Verilog HDL；FPGA；IIR；QUA
4、RTUS；滤波器 ABSTRACT- 2 -ABSTRACTCompared with analog filters digital filters are preferred in a number of applications because of more advantages , for example, data compressions, biomedical signal processing, speech processing, image processing, data transmission, digital audio, telephone echo cancel
5、lation and so on. Digital filter can be devided into two classes:infinite impulse response digital filter ,IIRand finite impulse response digital filter,FIR. Infinite impulse response digital filter has a great prospects of application in lots of field. Compared with the finite impulse response digi
6、tal filter, it can get highly selective with lower order, it can use a lower order of the high selectivity, requested by the band with less storage unit, and low cost, small signal delay, and also can use the simulation results filter design, design work is relatively small. It has the following cha
7、racteristics: 1. Precision and high stability, 2. Functions easily changed, 3. There is no impedance matching, 4. Facilitate the large-scale integration, 5. Multi-dimensional digital filter can be realized.Verilog HDL is a hardware description language (HDL: Hardware Discription Language),and is a k
8、ind of language that describes the structure and behavior of the system hardware in text form. It can be expressed with the logic circuit, logical expressions,also can be said that logic functions performed by the digital logic system.Alteras Quartus II is a comprehensive PLD development software, s
9、upporting schematic, VHDL, VerilogHDL and AHDL (Altera Hardware Description Language) and other design input forms, you can complete from the design input to the hardware configuration of a complete PLD design process.The paper studies the IIR digital filter design methods and the IIR digital filter
10、 design and implementation of FPGA based on analyzing the structure of ABSTRACT- 3 -IIR implementation . In the IIR realization,I program in Verilog HDL hardware implementation of the corresponding procedures and use of Alteras Quartus II software for simulation, finally design is verified in Matlab
11、.Keywords: Verilog HDL; FPGA; IIR; QUARTUS;filter目录- 1 -目 录第一章 数字滤波器的相关知识 .- 1 -1.1 滤波器的定义 .- 1 -1.2 滤波器的分类 .- 2 -1.3 滤波器的传递函数 .- 3 -1.4 IIR 的基本网络结构 .- 5 -1.4.1 直接型 .- 5 -1.4.2 级联型 .- 7 -1.4.3 并联型 .- 9 -1.4.4 转置型 .- 9 -1.4.5 全通滤波器结构 .- 10 -第二章 硬件语言 Verilog HDL 的介绍 .- 12 -2.1 Verilog HDL 概述 .- 12 -2.2 Verilog HDL 设计模块的基本结构 .- 12 -2.2.1 模块端口的定义 .- 12 -2.2.2 模块内容 .- 13 -2.3 Verilog HDL 词法构成 .- 15 -2.4 Verilog HDL 的语句 .- 19 -第三章 仿真软件 QUARTUSII 的介绍 .- 25 -3.1 什么是 QUARTUSII .- 25 -3.2 如何进行 QuartusII 的设计 .
