数字滤波器的MATLAB与FPGA实现:ALTERA/VERILOG版(第2版) 本书特色
本书以Altera公司的FPGA器件为开发平台,采用MATLAB及Verilog HDL语言开发工具,详细阐述了数字滤波器的实现原理、结构、方法及仿真测试过程,并通过大量工程实例分析其在FPGA实现过程中的具体技术细节。其主要内容包括FIR滤波器、IIR滤波器、多速率滤波器、自适应滤波器、变换域滤波器、解调系统的滤波器设计等。本书思路清晰、语言流畅、分析透彻,在简明阐述设计原理的基础上,追求对工程实践的指导性,力求使读者在较短的时间内掌握数字滤波器的FPGA设计知识和技能。
数字滤波器的MATLAB与FPGA实现:ALTERA/VERILOG版(第2版) 内容简介
本书以Altera公司的FPGA器件为开发平台,采用MATLAB及Verilog HDL语言开发工具,详细阐述了数字滤波器的实现原理、结构、方法及仿真测试过程,并通过大量工程实例分析其在FPGA实现过程中的具体技术细节。其主要内容包括FIR滤波器、IIR滤波器、多速率滤波器、自适应滤波器、变换域滤波器、解调系统的滤波器设计等。本书思路清晰、语言流畅、分析透彻,在简明阐述设计原理的基础上,追求对工程实践的指导性,力求使读者在较短的时间内掌握数字滤波器的FPGA设计知识和技能。
数字滤波器的MATLAB与FPGA实现:ALTERA/VERILOG版(第2版) 目录
目 录<br/>第1章 数字滤波器及FPGA概述 (1)<br/>1.1 滤波器概述 (1)<br/>1.1.1 滤波器简介 (1)<br/>1.1.2 数字滤波器的分类 (3)<br/>1.1.3 滤波器的特征参数 (4)<br/>1.2 FPGA基本知识 (5)<br/>1.2.1 FPGA的基本概念及发展历程 (5)<br/>1.2.2 FPGA的结构和工作原理 (7)<br/>1.2.3 IP核的概念 (13)<br/>1.3 FPGA在数字信号处理中的应用 (14)<br/>1.4 Altera器件简介 (15)<br/>1.5 FPGA信号处理板CRD500 (17)<br/>1.5.1 CRD500简介 (17)<br/>1.5.2 CRD500的典型应用 (19)<br/>1.6 小结 (19)<br/>第2章 设计语言及环境介绍 (21)<br/>2.1 Verilog HDL语言简介 (21)<br/>2.1.1 HDL语言 (21)<br/>2.1.2 Verilog HDL简介和程序结构 (22)<br/>2.2 FPGA开发工具及设计流程 (25)<br/>2.2.1 Quartus II开发套件 (25)<br/>2.2.2 ModelSim仿真软件 (28)<br/>2.2.3 FPGA设计流程 (30)<br/>2.3 MATLAB软件 (32)<br/>2.3.1 MATLAB软件简介 (32)<br/>2.3.2 常用的信号处理函数 (35)<br/>2.3.3 滤波器设计分析工具FDATOOL (42)<br/>2.4 MATLAB与Quartus II的联合应用 (43)<br/>2.5 小结 (44)<br/>第3章 FPGA实现数字信号处理基础 (45)<br/>3.1 数的表示 (45)<br/>3.1.1 莱布尼茨与二进制 (45)<br/>3.1.2 定点数表示法 (46)<br/>3.1.3 浮点数表示法 (48)<br/>3.2 FPGA中数的运算 (51)<br/>3.2.1 加/减法运算 (51)<br/>3.2.2 乘法运算 (54)<br/>3.2.3 除法运算 (55)<br/>3.2.4 有效数据位的计算 (55)<br/>3.3 有限字长效应 (58)<br/>3.3.1 字长效应的产生因素 (58)<br/>3.3.2 A/D转换的字长效应 (59)<br/>3.3.3 数字滤波器系数的字长效应 (60)<br/>3.3.4 滤波器运算中的字长效应 (61)<br/>3.4 FPGA的常用运算模块 (62)<br/>3.4.1 加法器模块 (62)<br/>3.4.2 乘法器模块 (64)<br/>3.4.3 除法器模块 (67)<br/>3.4.4 浮点数运算模块 (68)<br/>3.5 小结 (70)<br/>第4章 FIR滤波器的FPGA实现 (71)<br/>4.1 FIR滤波器的理论基础 (71)<br/>4.1.1 线性时不变系统 (71)<br/>4.1.2 FIR滤波器的原理 (74)<br/>4.1.3 FIR滤波器的特性 (74)<br/>4.1.4 FIR滤波器的结构形式 (78)<br/>4.2 FIR滤波器的设计方法 (83)<br/>4.2.1 窗函数法 (83)<br/>4.2.2 频率取样法 (85)<br/>4.2.3 *优设计方法 (85)<br/>4.3 FIR滤波器的MATLAB设计 (86)<br/>4.3.1 采用fir1函数设计 (86)<br/>4.3.2 采用kaiserord函数设计 (92)<br/>4.3.3 采用fir2函数设计 (93)<br/>4.3.4 采用firpm函数设计 (94)<br/>4.3.5 采用FDATOOL设计滤波器 (96)<br/>4.4 FIR滤波器的FPGA实现 (98)<br/>4.4.1 滤波器系数的量化 (98)<br/>4.4.2 串行FIR滤波器的FPGA实现 (100)<br/>4.4.3 并行FIR滤波器的FPGA实现 (107)<br/>4.4.4 分布式FIR滤波器的FPGA实现 (110)<br/>4.4.5 采用FIR核实现 (112)<br/>4.4.6 不同结构FIR滤波器的性能对比分析 (115)<br/>4.5 FIR滤波器的板载测试 (116)<br/>4.5.1 硬件接口电路 (116)<br/>4.5.2 板载测试程序 (116)<br/>4.5.3 板载测试验证 (121)<br/>4.6 小结 (122)<br/>第5章 IIR滤波器的FPGA实现 (125)<br/>5.1 IIR滤波器的理论基础 (125)<br/>5.1.1 IIR滤波器的原理及特性 (125)<br/>5.1.2 IIR滤波器的结构形式 (126)<br/>5.1.3 IIR滤波器与FIR滤波器的比较 (128)<br/>5.2 IIR滤波器的设计方法 (129)<br/>5.2.1 几种典型的模拟滤波器 (129)<br/>5.2.2 原型转换设计法 (131)<br/>5.2.3 直接设计法 (132)<br/>5.3 IIR滤波器的MATLAB设计 (133)<br/>5.3.1 采用butter函数设计滤波器 (133)<br/>5.3.2 采用cheby1函数设计滤波器 (134)<br/>5.3.3 采用cheby2函数设计滤波器 (135)<br/>5.3.4 采用ellip函数设计滤波器 (135)<br/>5.3.5 采用yulewalk函数设计滤波器 (136)<br/>5.3.6 几种设计函数的比较 (136)<br/>5.3.7 采用FDATOOL设计滤波器 (138)<br/>5.4 IIR滤波器的FPGA实现 (139)<br/>5.4.1 直接型IIR滤波器的系数及运算字长 (139)<br/>5.4.2 直接型IIR滤波器的FPGA实现 (143)<br/>5.4.3 直接型IIR滤波器FPGA实现后的测试仿真 (149)<br/>5.4.4 级联型IIR滤波器的系数 (154)<br/>5.4.5 级联型IIR滤波器的FPGA实现 (156)<br/>5.4.6 级联型IIR滤波器FPGA实现后的测试仿真 (164)<br/>5.5 IIR滤波器的板载测试 (165)<br/>5.5.1 板载测试硬件接口电路 (165)<br/>5.5.2 板载测试程序 (166)<br/>5.5.3 板载测试验证 (169)<br/>5.6 小结 (170)<br/>第6章 多速率滤波器的FPGA实现 (171)<br/>6.1 多速率信号处理基础知识 (171)<br/>6.1.1 多速率信号处理的概念及作用 (171)<br/>6.1.2 多速率信号处理的一般步骤 (172)<br/>6.1.3 软件无线电中的多速率信号处理 (173)<br/>6.2 抽取与内插处理 (174)<br/>6.2.1 整数倍抽取 (174)<br/>6.2.2 整数倍内插 (176)<br/>6.2.3 比值为有理数的速率转换 (178)<br/>6.3 CIC滤波器 (178)<br/>6.3.1 CIC滤波器的原理 (179)<br/>6.3.2 CIC滤波器的应用条件 (181)<br/>6.3.3 单级CIC滤波器的FPGA实现 (183)<br/>6.3.4 多级CIC滤波器的FPGA实现 (185)<br/>6.3.5 CIC滤波器IP核的使用 (192)<br/>6.4 半带滤波器 (195)<br/>6.4.1 半带滤波器的原理 (195)<br/>6.4.2 半带滤波器的MATLAB设计 (195)<br/>6.4.3 多级半带滤波器的设计 (198)<br/>6.4.4 多级半带滤波器的FPGA实现 (200)<br/>6.5 多相分解技术 (207)<br/>6.5.1 多相分解技术的一般概念 (207)<br/>6.5.2 整数倍抽取滤波器的多相结构 (208)<br/>6.6 多速率滤波器的板载测试 (211)<br/>6.6.1 硬件接口电路 (211)<br/>6.6.2 板载测试程序 (212)<br/>6.6.3 板载测试验证 (214)<br/>6.7 小结 (215)<br/>第7章 自适应滤波器的FPGA实现 (217)<br/>7.1 自适应滤波器简介 (217)<br/>7.1.1 自适应滤波器的概念 (217)<br/>7.1.2 自适应滤波器的应用 (218)<br/>7.1.3 自适应算法的一般原理 (220)<br/>7.2 LMS算法 (222)<br/>7.2.1 LMS算法的原理 (222)<br/>7.2.2 LMS算法的实现结构 (223)<br/>7.2.3 LMS算法的字长效应 (224)<br/>7.2.4 符号LMS算法原理 (225)<br/>7.2.5 LMS算法的MATLAB仿真 (226)<br/>7.3 自适应线性滤波器的FPGA实现 (230)<br/>7.3.1 自适应线性滤波器的原理 (230)<br/>7.3.2 利用线性滤波器实现通道失配校正 (231)<br/>7.3.3 校正算法的MATLAB仿真 (231)<br/>7.3.4 校正算法的Verilog HDL实现 (234)<br/>7.3.5 FPGA实现后的仿真测试 (238)<br/>7.4 自适应均衡器的FPGA实现 (239)<br/>7.4.1 自适应均衡器的原理 (239)<br/>7.4.2 自适应均衡器的MATLAB仿真 (240)<br/>7.4.3 自适应均衡器的Verilog HDL实现 (243)<br/>7.4.4 FPGA实现后的仿真测试 (247)<br/>7.5 自适应天线阵的FPGA实现 (248)<br/>7.5.1 自适应天线阵的概念及原理 (248)<br/>7.5.2 自适应天线阵的MATLAB仿真 (251)<br/>7.5.3 自适应天线阵的Verilog HDL实现 (253)<br/>7.5.4 FPGA实现后的仿真测试 (257)<br/>7.6 自适应陷波器的FPGA实现 (258)<br/>7.6.1 自适应陷波器原理 (258)<br/>7.6.2 自适应陷波器的MATLAB仿真 (259)<br/>7.6.3 自适应陷波器的Verilog HDL实现 (262)<br/>7.6.4 FPGA实现后的仿真测试 (266)<br/>7.7 自适应陷波器的板载测试 (267)<br/>7.7.1 硬件接口电路 (267)<br/>7.7.2 板载测试程序 (267)<br/>7.7.3 板载测试验证 (272)<br/>7.8 小结 (273)<br/>第8章 变换域滤波器的FPGA实现 (275)<br/>8.1 变换域滤波器简介 (275)<br/>8.2 快速傅里叶变换 (276)<br/>8.2.1 离散傅里叶变换 (276)<br/>8.2.2 DFT存在的问题 (277)<br/>8.2.3 FFT算法的基本思想 (279)<br/>8.2.4 FFT算法的MATLAB仿真 (280)<br/>8.3 FFT核的使用 (281)<br/>8.3.1 FFT核简介 (281)<br/>8.3.2 FFT核的接口及时序 (283)<br/>8.4 频域滤波器的原理及MATLAB仿真 (284)<br/>8.4.1 抗窄带干扰滤波器的原理 (284)<br/>8.4.2 检测门限的选取 (285)<br/>8.4.3 频域滤波器的MATLAB仿真 (286)<br/>8.5 频域滤波器的FPGA实现 (289)<br/>8.5.1 FPGA实现的总体结构设计 (289)<br/>8.5.2 速率变换模块的设计与实现 (290)<br/>8.5.3 FFT及滤波设计与实现 (295)<br/>8.5.4 IFFT及数据输出设计与实现 (300)<br/>8.5.5 顶层文件设计及实现 (304)<br/>8.5.6 FPGA实现后的仿真测试 (306)<br/>8.6 频域滤波器的板载测试 (307)<br/>8.6.1 硬件接口电路 (307)<br/>8.6.2 板载测试程序 (307)<br/>8.6.3 板载测试验证 (311)<br/>8.7 小结 (312)<br/>第9章 DPSK解调系统的FPGA实现 (313)<br/>9.1 数字接收机的一般原理 (313)<br/>9.1.1 通用数字接收机处理平台 (313)<br/>9.1.2 基本调制/解调技术 (314)<br/>9.1.3 改进的数字调制/解调技术 (316)<br/>9.2 DPSK调制/解调原理 (317)<br/>9.2.1 DPSK调制原理及信号特征 (317)<br/>9.2.2 D
数字滤波器的MATLAB与FPGA实现:ALTERA/VERILOG版(第2版) 作者简介
杜勇,四川省广安市人,高级工程师。1999年于湖南大学获电子工程专业学士学位,2005年于国防科技大学获信息与通信工程专业硕士学位。主要从事数字信号处理、无线通信以及FPGA应用技术研究。发表学术论文十余篇,出版《数字滤波器的MATLAB与FPGA实现(第2版)》、《数字通信同步技术的MATLAB与FPGA实现》、《数字调制解调技术的MATLAB与FPGA实现》等多部著作。