1-verilog的串行滤波器FIR实现

news2024/11/15 15:54:40

verilog的串行滤波器FIR实现

      • 1，RTL代码
      • 2，RTL原理框图
      • 3，测试代码
      • 4，输出FIR滤波器的波形

参考文献:
1，基于FPGA的串行FIR滤波器设计与实现
2，FPGA实现FIR滤波器

1，RTL代码

`timescale 1ns / 1ps
//
// Company: 
// Engineer: 
// 
// Create Date: 2023/11/21 22:55:41
// Design Name: 
// Module Name: fir_tops
// Project Name: 
// Target Devices: 
// Tool Versions: 
// Description: 
// 
// Dependencies: 
// 
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 
//

module	fir_tops(
input	i_clk,
input	i_rst,
input	signed	[1:0]	i_din,	//	 signed是默认的，
						//	表示这个变量是有符号的，
						//	可以用来存储整数和负数
output	signed	[15:0]	o_dout
);
// 滤波器系数
parameter	b0 	= 14'd82;
parameter	b1	= 14'd317;
parameter	b2	= 14'd788;
parameter	b3	= 14'd1023;
parameter	b4	= 14'd788;
parameter	b5	= 14'd317;
parameter	b6	= 14'd82;

reg		signed	[1:0]	x0;
reg		signed	[1:0]	x1;
reg		signed	[1:0]	x2;
reg		signed	[1:0]	x3;
reg		signed	[1:0]	x4;
reg		signed	[1:0]	x5;
reg		signed	[1:0]	x6;

//	延迟
always@(posedge i_clk or posedge i_rst)	begin
	if(i_rst)	begin
		x0	<= 2'd0;
		x1	<= 2'd0;
		x2	<= 2'd0;
		x3	<= 2'd0;
		x4	<= 2'd0;
		x5	<= 2'd0;
		x6	<= 2'd0;
		end
	else	begin     // 移位
		x0	<= i_din;
		x1	<= x0;
		x2	<= x1;
		x3	<= x2;
		x4	<= x3;
		x5	<= x4;
		x6	<= x5;
		end
end

//	使用乘法器ip核计算乘法
wire	signed	[15:0]	r0;
multer	u0_multer(
.CLK		(i_clk),	// input  wire CLK
.A			(x0),		// input  wire [1:0]  A
.B			(b0),		// input  wire [13:0] B
.SCLR		(i_rst),	// input  wire SCLR
.P			(r0)		// output wire [15:0] P
);

wire	signed	[15:0]	r1;
multer	u1_multer(
.CLK		(i_clk),	// input  wire CLK
.A			(x1),		// input  wire [1:0]  A
.B			(b1),		// input  wire [13:0] B
.SCLR		(i_rst),	// input  wire SCLR
.P			(r1)		// output wire [15:0] P
);

wire	signed	[15:0]	r2;
multer	u2_multer(
.CLK		(i_clk),	// input  wire CLK
.A			(x2),		// input  wire [1:0]  A
.B			(b2),		// input  wire [13:0] B
.SCLR		(i_rst),	// input  wire SCLR
.P			(r2)		// output wire [15:0] P
);

wire	signed	[15:0]	r3;
multer	u3_multer(
.CLK		(i_clk),	// input  wire CLK
.A			(x3),		// input  wire [1:0]  A
.B			(b3),		// input  wire [13:0] B
.SCLR		(i_rst),	// input  wire SCLR
.P			(r3)		// output wire [15:0] P
);

wire	signed	[15:0]	r4;
multer	u4_multer(
.CLK		(i_clk),	// input  wire CLK
.A			(x4),		// input  wire [1:0]  A
.B			(b4),		// input  wire [13:0] B
.SCLR		(i_rst),	// input  wire SCLR
.P			(r4)		// output wire [15:0] P
);

wire	signed	[15:0]	r5;
multer	u5_multer(
.CLK		(i_clk),	// input  wire CLK
.A			(x5),		// input  wire [1:0]  A
.B			(b5),		// input  wire [13:0] B
.SCLR		(i_rst),	// input  wire SCLR
.P			(r5)		// output wire [15:0] P
);

wire	signed	[15:0]	r6;
multer	u6_multer(
.CLK		(i_clk),	// input  wire CLK
.A			(x6),		// input  wire [1:0]  A
.B			(b6),		// input  wire [13:0] B
.SCLR		(i_rst),	// input  wire SCLR
.P			(r6)		// output wire [15:0] P
);

assign	o_dout	= r0 + r1 + r2 + r3 + r4 + r5 + r6;

endmodule

2，RTL原理框图

在这里插入图片描述

3，测试代码

`timescale 1ns / 1ps
//
// Company: 
// Engineer: 
// 
// Create Date: 2023/11/21 22:55:41
// Design Name: 
// Module Name: fir_tops
// Project Name: 
// Target Devices: 
// Tool Versions: 
// Description: 
// 
// Dependencies: 
// 
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 
//

module	fir_tops(
input	i_clk,
input	i_rst,
input	signed	[1:0]	i_din,	//	 signed是默认的，
						//	表示这个变量是有符号的，
						//	可以用来存储整数和负数
output	signed	[15:0]	o_dout
);
// 滤波器系数
parameter	b0 	= 14'd82;
parameter	b1	= 14'd317;
parameter	b2	= 14'd788;
parameter	b3	= 14'd1023;
parameter	b4	= 14'd788;
parameter	b5	= 14'd317;
parameter	b6	= 14'd82;

reg		signed	[1:0]	x0;
reg		signed	[1:0]	x1;
reg		signed	[1:0]	x2;
reg		signed	[1:0]	x3;
reg		signed	[1:0]	x4;
reg		signed	[1:0]	x5;
reg		signed	[1:0]	x6;

//	延迟
always@(posedge i_clk or posedge i_rst)	begin
	if(i_rst)	begin
		x0	<= 2'd0;
		x1	<= 2'd0;
		x2	<= 2'd0;
		x3	<= 2'd0;
		x4	<= 2'd0;
		x5	<= 2'd0;
		x6	<= 2'd0;
		end
	else	begin     // 移位
		x0	<= i_din;
		x1	<= x0;
		x2	<= x1;
		x3	<= x2;
		x4	<= x3;
		x5	<= x4;
		x6	<= x5;
		end
end

//	使用乘法器ip核计算乘法
wire	signed	[15:0]	r0;
multer	u0_multer(
.CLK		(i_clk),	// input  wire CLK
.A			(x0),		// input  wire [1:0]  A
.B			(b0),		// input  wire [13:0] B
.SCLR		(i_rst),	// input  wire SCLR
.P			(r0)		// output wire [15:0] P
);

wire	signed	[15:0]	r1;
multer	u1_multer(
.CLK		(i_clk),	// input  wire CLK
.A			(x1),		// input  wire [1:0]  A
.B			(b1),		// input  wire [13:0] B
.SCLR		(i_rst),	// input  wire SCLR
.P			(r1)		// output wire [15:0] P
);

wire	signed	[15:0]	r2;
multer	u2_multer(
.CLK		(i_clk),	// input  wire CLK
.A			(x2),		// input  wire [1:0]  A
.B			(b2),		// input  wire [13:0] B
.SCLR		(i_rst),	// input  wire SCLR
.P			(r2)		// output wire [15:0] P
);

wire	signed	[15:0]	r3;
multer	u3_multer(
.CLK		(i_clk),	// input  wire CLK
.A			(x3),		// input  wire [1:0]  A
.B			(b3),		// input  wire [13:0] B
.SCLR		(i_rst),	// input  wire SCLR
.P			(r3)		// output wire [15:0] P
);

wire	signed	[15:0]	r4;
multer	u4_multer(
.CLK		(i_clk),	// input  wire CLK
.A			(x4),		// input  wire [1:0]  A
.B			(b4),		// input  wire [13:0] B
.SCLR		(i_rst),	// input  wire SCLR
.P			(r4)		// output wire [15:0] P
);

wire	signed	[15:0]	r5;
multer	u5_multer(
.CLK		(i_clk),	// input  wire CLK
.A			(x5),		// input  wire [1:0]  A
.B			(b5),		// input  wire [13:0] B
.SCLR		(i_rst),	// input  wire SCLR
.P			(r5)		// output wire [15:0] P
);

wire	signed	[15:0]	r6;
multer	u6_multer(
.CLK		(i_clk),	// input  wire CLK
.A			(x6),		// input  wire [1:0]  A
.B			(b6),		// input  wire [13:0] B
.SCLR		(i_rst),	// input  wire SCLR
.P			(r6)		// output wire [15:0] P
);

assign	o_dout	= r0 + r1 + r2 + r3 + r4 + r5 + r6;

endmodule

4，输出FIR滤波器的波形

在这里插入图片描述

注意：
1，输出波形有误差，需要修改；
2，vivado对IP catalog进行了调用；这里要注重调用的方法。
3，测试代码结合起来理解输出波形。

使用zynq-7000的IP核：

在这里插入图片描述

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