Разделы

Расчет и реализация банка цифровых фильтров в среде Quartus II v.8.1

Для начала работы в среде Quartus II необходимо создать новый проект (New Project Wizard). При создании проекта необходимо указать имя проекта, месторасположение проекта, тип ПЛИС, на котором будет выполнен проект.

Описание проекта будет реализовано на схемном вводе. В меню File->New-> Block Diagram/Schematic создается файл верхнего уровня для схемного описания проекта. Важно чтобы имя проекта совпадало с именем файла верней иерархии. Реализуемый проект состоит из двух блоков: фильтра-дециматора (фильтра-анализатора) и фильтра - интерполятора (фильтра-синтезатора). На примере рассматривается реализация фильтра-дециматора.

Для ускоренного создания проекта в появившемся окне необходимо нажать вкладку Symbol-> MegaWizard Plug-In Manadger.

Далее необходимо создать новую модель мегафункции. В следующем диалоговом окне необходимо указать путь и имя выходного файла, мегафункцию (FIR Compiler v8.1), а также следует выбрать семейство ПЛИС, на котором будет реализована данная мегафункция и язык описания (Verilog HDL). На рисунке 4.3.1 представлено диалоговое окно с необходимыми настройками.

Рисунок 4.3.1 - Диалоговое окно MegaWizard Plug-In Manadger

Далее в окне мегафункции Mega Core FIR Compiler на вкладке Parametrize, сосредоточены настройки фильтра. АЧХ и настройки фильтра изображены на рисунке 4.3.2.

Рис.4.3.2 - АЧХ и коэффициенты фильтра-дециматора

Как видно из рисунка 4.3.2 настройки поделены на две составляющие: создание и генерация коэффициентов мегафункцией (Floating Coefficient Set) или импорт коэффициентов из среды Matlab (Imported Coefficient Set).

Для генерации коэффициентов мегафункцией (fircompiler) необходимо в окне FilterType выбрать тип фильтра (Low Pass). Порядок фильтра, определяется количеством коэффициентов фильтра (Coefficients). Во вкладке Window Type выбирается метод, по которому будет осуществлен синтез АЧХ проектируемого фильтра. Синтез АЧХ осуществляется только методом окон. Этот недостаток компенсируется возможностью загрузки коэффициентов проектируемого фильтра, полученных, с использованием среды FDATool, входящий в Matlab. Во вкладках Cuttof Freq.1 и Sample Rate указывается граничная частота и частота дискретизации соответственно (50МГц и 102 МГц).

На рисунке 4.3.3 показаны настройки проектируемого фильтра-дециматора.

Рис.4.3.3 - Окно настроек проектируемого фильтра-дециматора на ПЛИС

Во вкладке Rate Specification осуществляется выбор типа фильтра: дециматора, интерполятора. Во вкладке Factor выбирается индекс децимации/интерполяции (соответствует количеству каналов). Также в настройках можно выбрать разрядность входной шины данных, способ представления входных данных: signed - десятичное число со знаком, unsigned - десятичное число без знака, тип структуры проектируемого фильтра (полностью параллельная, последовательная), указать где будут храниться коэффициенты.

Далее проводится графический анализ влияния ошибок квантования коэффициентов фильтра на его АЧХ. Ошибки квантования - представление коэффициентов фиксированным набором битов, например 16 бит. Операции сложения и вычитания в формате с фиксированной запятой не приводят к необходимости округления результатов - они могут лишь вызвать переполнение. В отличие от сложения умножение чисел с фиксированной запятой приводит к увеличению числа значащих цифр результата и, следовательно, к необходимости округления. Если результат умножения по модулю не превышает единицы, то применение формата с плавающей запятой даст большую точность [12].

Однако операции сложения в формате с плавающей запятой могут приводить к потере точности. В данном случае выбирается опция преобразования из формата с плавающей запятой в формат с фиксированной запятой (закладка Floating point to fixed point conversion) c последующим масштабированием коэффициентов с точностью 16 бит. В соответствии с заданной точностью, мегафункция автоматически находит масштабный коэффициент.

Перейти на страницу: 1 2 3

Другие материалы

Регулирующие малоканальные микропроцессорные контроллеры МПК Ремиконты Р-130
Для микропроцессорного регулирующего контроллера МПК Ремиконты Р-130" (выбранного в соответствии с вариантом 2. Необходимо кратко описать его техническую структуру и программно-алго ...

Разработка измерительного преобразователя
Измерительный преобразователь - это техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерите ...

Разработка схемы микроЭВМ на базе микроконтроллера семейства AVR Classic
В данной контрольной работе разработана схема микро-ЭВМ на базе микроконтроллера семейства AVR Classic с подключёнными к нему двумя кнопками (переключателями), двумя светодиодами и дв ...

Копирайт 2019 : www.ordinarytech.ru