基于FPGA的FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

1、西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文基于FPGA的FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)姓名：劉朋全申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：電路與系統(tǒng)指導(dǎo)教師：徐建城20060301摘要摘要在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，數(shù)字濾波器以其良好的線性特性被廣泛使用，屬于數(shù)字信弓處理的基本模塊之一。在工程實(shí)踐中，往往要求刑信號處理要有實(shí)時性和靈活性，而已有的一些軟件和硬件實(shí)現(xiàn)方式則難以同時達(dá)到這兩方而的要求。隨著可編程邏輯器件和技術(shù)的發(fā)展，使用束實(shí)現(xiàn)濾波器，既具有實(shí)時性，又兼顧了一定的靈活性，越來越多的電子工程師采用器件來實(shí)現(xiàn)濾波器。本文對基，的數(shù)寧濾波器實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。本論文所做的主要工作如下：以數(shù)字濾波器的基本理論為依據(jù)，使用分布式算法為濾波器的

2、硬件實(shí)現(xiàn)算法，并對其進(jìn)行了詳細(xì)的討論。釗對分布式算法中查找表規(guī)模過大的缺點(diǎn)，對其進(jìn)行了優(yōu)化方面的討淪，采用多塊查找表以及線性濾波器的對稱性特點(diǎn)使得硬件規(guī)模極大的減小。針對基于硬件實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，本論文分別采用了并行和串行的設(shè)計(jì)方案，分別實(shí)現(xiàn)了級聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)階線性氐通濾波器和階低通濾波器，并對兩種方式進(jìn)行了性能的比較。在設(shè)計(jì)中都采用了層次化、模塊化的設(shè)計(jì)思想，將整個濾波器劃分為多個功能模塊，利用語占設(shè)計(jì)方式進(jìn)行了各個功能模塊的設(shè)計(jì)，最終完成了數(shù)字濾波器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中采用一系列器件，通過軟件對兩種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了綜合仿真。為了更好的驗(yàn)證仿真結(jié)果的正確性，文中應(yīng)用了芹。聯(lián)合仿真方法對設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真測

3、試，結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。并用對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析，證明了所設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波器功能確。仿真結(jié)果表明，本論文設(shè)計(jì)的濾波器硬件規(guī)模較小，是對設(shè)計(jì)方法的一種發(fā)展改進(jìn)，改進(jìn)后系統(tǒng)最高時鐘頻率達(dá)到了以上。同時只要將查找表進(jìn)行相應(yīng)的改動，就能分別實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通濾波器，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的靈活性。關(guān)鍵詞：濾波器可編程邏輯器件流水線分布式算法查找表些些！些查塑堡圭絲圣壘堅(jiān)竺！，：，口，：！曲北：業(yè)大學(xué)碩士論文第一章緒論第一章緒論本課題的研究意義許多工程技術(shù)領(lǐng)域都涉及到信號，這些信號包括電的、磁的、機(jī)械的、熱的、聲的、光的及生物體的等等。如何在較強(qiáng)的背景噪聲和干擾信號下提取出真正的信號并將其用于實(shí)際工程，這正是信號處理

4、要研究解決的問題。世紀(jì)年代，數(shù)字信號處理理論得到迅猛發(fā)展，理論體系和框架逐漸趨于成熟，到現(xiàn)在它己經(jīng)成長為一門獨(dú)立的數(shù)字信號處理學(xué)科。數(shù)字濾波器在數(shù)字信號處理中占有很重要的地位，它涉及的領(lǐng)域很廣，如通信系統(tǒng)、系統(tǒng)控制、生物醫(yī)學(xué)工程、機(jī)械振動、遙感遙測、地質(zhì)勘探、航空航天、電力系統(tǒng)、故障檢測、自動化儀器等。數(shù)字濾波器的好壞對相關(guān)的眾多工程技術(shù)領(lǐng)域影響很大，一個好的數(shù)字濾波器會有效的推動眾多工程技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)改造和學(xué)科發(fā)展。所以對數(shù)字濾波器的工作原理、硬件結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行研究具有一定的意義。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國內(nèi)外的研究中，設(shè)計(jì)濾波器所涉及的乘法運(yùn)算方式有：并行乘法、位串行乘法和采用分布式算法的乘法

5、。并行乘法雖然速度快，同時占用的硬件資源極大。如果濾波器的階數(shù)增加，乘法器位數(shù)也將變大，硬件規(guī)模將變得十分龐大。位串行乘法器的實(shí)現(xiàn)方法主要是通過對乘法運(yùn)算進(jìn)行分解，用加法器來完成乘法的功能，也即無乘法操作的乘法器。但由于一個位的乘法器輸出為位，為了得到正確的位結(jié)果，串行輸入的二進(jìn)制補(bǔ)碼數(shù)要進(jìn)行符號位擴(kuò)展，即將串行輸入的位二進(jìn)制補(bǔ)碼數(shù)前補(bǔ)個（對正數(shù)）或個（對負(fù)數(shù)）后才輸入乘法器。如果每一位的運(yùn)算需要一個時鐘周期的話，這個乘法器需要個時鐘周期才能計(jì)算出正確結(jié)果，這就意味著此類乘法器要完全計(jì)算出結(jié)果的延遲必將會很大。所以位串行乘法器雖然使得乘法器的硬件規(guī)模達(dá)到了最省，但是由于是西北：業(yè)人學(xué)碩論文第一

6、章緒論串行運(yùn)算，使得它的運(yùn)算周期過長，速度與規(guī)模折衷考慮時不是最優(yōu)的。分布式算法（，）的主要特點(diǎn)是巧妙的利用查找表將固定系數(shù)的乘累加（，）運(yùn)算轉(zhuǎn)化為查表操作，它與傳統(tǒng)算法實(shí)現(xiàn)乘累加運(yùn)算的不同在于執(zhí)行部分積運(yùn)算的先后順序不同。分布式算法在完成乘累加功能時是通過將各輸入數(shù)據(jù)每一對應(yīng)位產(chǎn)生的部分積預(yù)先進(jìn)行相加形成相應(yīng)的部分積，然后再對各個部分積累加形成最終結(jié)果，而傳統(tǒng)算法是等到所有乘積已經(jīng)產(chǎn)生之后再來相加來完成乘累加運(yùn)算的。就小位寬來說，算法設(shè)計(jì)的濾波器的速度可以顯著的超過基于的設(shè)計(jì)。相對于前兩種方法，算法既可以全并行實(shí)現(xiàn)，又可以全串行實(shí)現(xiàn)，還可以串并行結(jié)合實(shí)現(xiàn)，可以在硬件規(guī)模和濾波器速度之間作適當(dāng)

7、的折中，是現(xiàn)在被研究的主要方法。數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)，大體可以分為軟件實(shí)現(xiàn)和硬件實(shí)現(xiàn)方法兩種。軟件實(shí)現(xiàn)方法即是在通用的微型計(jì)算機(jī)上用軟件實(shí)現(xiàn)。利用計(jì)算機(jī)的存儲器、運(yùn)算器和控制器把濾波所要完成的運(yùn)算編成程序通過計(jì)算機(jī)來執(zhí)行，軟件可由使用者自己編寫，也可以使用現(xiàn)成的。國內(nèi)外的研究機(jī)構(gòu)、公司已經(jīng)推出了不同語一言的信號濾波處理軟件包。但是這種方法速度慢，難以對信號進(jìn)行實(shí)時處理，雖然可以用快速傅立葉變換算法來加快計(jì)算速度，但要達(dá)到實(shí)時處理要付出很高的代價，因而多用于教學(xué)與科研。硬件實(shí)現(xiàn)即是設(shè)計(jì)專門的數(shù)字濾波硬件，采用硬件實(shí)現(xiàn)的方法一般都比采用軟件實(shí)現(xiàn)方法要困難得多，目前主要采用的方法有以下幾種：（）采用（）

8、處理器來實(shí)現(xiàn)處理器是專為數(shù)字信號處理而設(shè)計(jì)的，如公司的系列，公司的，系列等。它主要數(shù)字運(yùn)算單元是一個乘累加器（），能夠在一個機(jī)器周期內(nèi)完成一次乘累加運(yùn)算，配有適合于信號處理的指令，具備獨(dú)特的循環(huán)尋址和倒序?qū)ぶ纺芰?。這些特點(diǎn)都非常適合數(shù)字信號處理中的濾波器設(shè)計(jì)的有效實(shí)現(xiàn)，并且它速度快，成本低，在過去的多年的時間里，軟件可編程的器件幾乎統(tǒng)治了商用數(shù)字信號處理硬件的市場。）采用固定功能的專用信號處理器兩北業(yè)火學(xué)碩十論文第一章緒論）來實(shí)現(xiàn)，適用于過程同定而又追求高速的信弓處理任務(wù)，是以指定的算法來確定它的結(jié)構(gòu)，使用各種隨機(jī)邏輯器件組成的信號處理器。它們體積小、保密性好，具有極高的性能，然而靈活性差。&

9、#168;二者相比，固定功能的專用器件可以提供很好的實(shí)時性能，但其靈活性差，研發(fā)周期長，難度也比較大：處理器的成本低且速度較快，靈活性好，但由于軟件算法在執(zhí)行時的順序性，限制了它在高速和實(shí)時系統(tǒng)中的應(yīng)用。在一些高速應(yīng)用中，系統(tǒng)性能的要求不斷增長，而性能的提高卻落后于需求的增長。現(xiàn)在，大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷閿?shù)字信號處理提供了一種新的實(shí)現(xiàn)方案。分布式算法可以很好地在（）中實(shí)現(xiàn)，然而卻不能有效的在處理囂中實(shí)現(xiàn)，所以采用使用分布式算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器有著很好的發(fā)展前景。采用現(xiàn)場可編程門陣列束實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器，既兼顧器件（固定功能），專用芯片）的實(shí)時性，又具有處理器的靈活性。和技術(shù)的結(jié)合能夠更進(jìn)一步提高集成

10、度、加快速度和擴(kuò)展系統(tǒng)功能。用設(shè)計(jì)的產(chǎn)品還具有體積小、迷度快、重量輕、功耗低、可靠性高、仿制困難、上批量成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是，算法中的查找表的規(guī)模隨著數(shù)字濾波器階數(shù)的增加呈指數(shù)增長，而且隨著濾波器系數(shù)的位數(shù)的增加，查找表的規(guī)模也會增加，這將極大的增加設(shè)計(jì)的硬件規(guī)模。所以如何減小查找表的規(guī)模成為尚待解決的問題。研究思路要研究基于實(shí)現(xiàn)的數(shù)字濾波器，首先要選定器件。公司的系列器什芯片密度大，使用頻率高，是目前大走覓模數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢，是用戶專用數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的理想載體，并且它的設(shè)討軟件方便易用，有現(xiàn)成的硬件開發(fā)板，所以選用它進(jìn)行設(shè)計(jì)。對數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法要有一定的了解，會使用仿真軟件設(shè)計(jì)

11、各種濾波器，以便對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行仿真和比較。設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)，有多種方法，可以采用傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，也可以北業(yè)人學(xué)頒斗論文第章緒論采用使用硬件描述語言的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法不適合大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，所以采用使用硬件描述語言的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。這就要求學(xué)會自頂向下的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、硬件描述語言（），綜合工具、仿真工具等。采用分布式算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器，對分布式算法要有深刻的理解，得出用它來實(shí)現(xiàn)濾波器的硬件結(jié)構(gòu)，對其實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行研究，分別采用合適的方法來設(shè)計(jì)，最后利器件實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器的硬件電路，并用對實(shí)現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行仿真分析。本論文所做的主要工作本論文討論了利用器件實(shí)現(xiàn)濾波器的研究過程。所做的

12、主要工作如下：（）學(xué)習(xí)和研究了采用分布式算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，分析了其不足之處，爭，以速度快為最終目標(biāo)和以硬件規(guī)模小為最終目標(biāo)這兩種情況，對各種力案進(jìn)行了比較，得出速度與規(guī)模折衷考慮時最優(yōu)化的方案，并對其進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，減小了查找表的規(guī)模。（）采用了應(yīng)用硬件描述語言和自頂向下的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，對傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和以使用硬件描述語言的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法以及自底向上和自頂向下的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了比較，指出采用硬件拙述語言和自頂向下方法設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)的優(yōu)勢，并給出了利用器件進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)流程。）利用硬件描述語言采用白頂向下的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，給出有限脈沖響應(yīng)（）數(shù)字濾波器

13、的各模塊結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行可綜合的寄存器傳輸級描述。作者將系列的結(jié)構(gòu)、功能和特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，并利用公司的系列器件和軟件對設(shè)計(jì)進(jìn)了綜合和仿真，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果和用軟件計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行了比較。（）對此次設(shè)計(jì)作了小結(jié)，并提出了進(jìn)一步對設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)的方法。隨著大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷跀?shù)字硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，用語言設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)，邏輯綜合和仿真等技術(shù)將成為對電子工程師的基本要求。第二章數(shù)字濾波器及其設(shè)亡力法第二章數(shù)字濾波器及其設(shè)計(jì)方法數(shù)字濾波器通常都是應(yīng)用于修正或改變時域或頻域中信號的屬性。最為普通的數(shù)字濾波器就是線性時間不變量（，）濾波器。】，與其輸入信號之間相互作用，經(jīng)過。個稱為線性卷積的過程。，表示為，其中是

14、濾波器的脈沖響應(yīng)，是輸入信號，而是卷積輸出。線性卷積過程的正式定義如下：”廠卯一女?dāng)?shù)字濾波器通常分成有限脈沖響應(yīng)（）和無限脈沖響應(yīng)（，也就是，也就是）兩大類。顧名思義，濾波器由有限個采樣值組成，將上述卷積的數(shù)量降低到在每個采用時刻為有限個。而濾波器需要執(zhí)行無限數(shù)量次卷積。研究數(shù)字濾波器的動機(jī)就在于它們二益成為一種主要的操作。數(shù)字濾波器正在迅速的代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬濾波器，后者是利用元器件和運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)的。模擬原型設(shè)計(jì)只能應(yīng)在設(shè)計(jì)之中，而】通常采用直接的計(jì)算機(jī)規(guī)范和算法進(jìn)行分析的。數(shù)字濾波器基礎(chǔ)數(shù)字濾波器（）是個離散系統(tǒng)，它所處理的對象是用序列表示離散信號或數(shù)字信號。的因果離散系統(tǒng)函數(shù)可表示成：?。?/p>

15、怎端（）其常系數(shù)線性差分方程為：（）日。（一尼），（）（）可以看出，數(shù)字濾波器是把輸入和之前輸出的序列經(jīng)過“定的運(yùn)算變換成輸出的州北：業(yè)人學(xué)傾論文第二章數(shù)字濾波器及其設(shè)訓(xùn)方法序列。大多數(shù)普通的數(shù)字濾波器都是濾波器，對于系統(tǒng)，其系統(tǒng)函數(shù)僅有零點(diǎn)（除的極點(diǎn)外），囚此系統(tǒng)的差分方程可以表示為：，（），（）（）轉(zhuǎn)移函數(shù)為何（），。（）由（）式可知，系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)是因果序列，因?yàn)槠漭敵鰞H與即利輸入以及過去的輸入數(shù)據(jù)有關(guān)，而與過去的輸出數(shù)據(jù)沒有直接的關(guān)系，所以濾波器是因果的，是物理可實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，因而它在實(shí)際中往往采用非遞歸（無反饋?zhàn)饔茫┬问降慕Y(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。人們把用非遞歸形式實(shí)現(xiàn)的濾波器口做非遞歸型濾波器。而

16、目，由（）式還可以知道，此系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)是絕對可加的，所以濾波器總是穩(wěn)定的。濾波器相對于濾波器有很多獨(dú)特的優(yōu)越性，在保證滿足濾波器幅頻響應(yīng)的同劃，還可以獲得，¨格的線性相位特性。塒予非線性濾波器般可以用濾波器來替代。由于在數(shù)據(jù)通信、語音信號處理、圖像處理以及自適應(yīng)等領(lǐng)域往往要求信號在傳輸過程中不允許出現(xiàn)明顯得相位失真，而存在明顯得頻率色散的問題，所以濾波器得到了更廣泛的應(yīng)用。，數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)濾波器的構(gòu)成形式主要有直接型、級聯(lián)型、線性相位濾波器的結(jié)構(gòu)等，下面分別加以討論。直接型結(jié)構(gòu)圖一給出了階型濾波器的圖解。可以看出濾波器是有一個“拙頭延遲線”加法器和乘法器的集合構(gòu)成的。傳給每個

17、乘法器的操作數(shù)就是一個系數(shù)，顯然也可以稱作“抽頭權(quán)重”。囚此該結(jié)構(gòu)也稱為“橫向?yàn)V波器”。蔓圖直接型結(jié)構(gòu)的濾波器兒北業(yè)大學(xué)碩論文第，章數(shù)字濾波器及其設(shè)計(jì)方法直接模型的一個變種稱為轉(zhuǎn)置式濾波器，它是根據(jù)轉(zhuǎn)置定理定義如果將網(wǎng)絡(luò)中所有支路的方向倒轉(zhuǎn)，并將輸入（）和輸出（）互換，則其系統(tǒng)傳遞函數(shù)（）不變。其轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)見圖翌圖轉(zhuǎn)置結(jié)構(gòu)的濾波器轉(zhuǎn)置式濾波器通常是指濾波器的實(shí)現(xiàn)。該濾波器的優(yōu)點(diǎn)在于我們不再需要給（）提供額外的移位寄存器，而且也不必要為達(dá)到高吞吐量給乘積的加法器（樹）添加額外的流水線級。，級聯(lián)型如將（）式分解為二階實(shí)系數(shù)因子形式：（）（）”（，屆，“？。）”便可得二階級聯(lián)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)每一節(jié)控制一

18、劃零點(diǎn)，因而在需要控制傳輸零點(diǎn)時可以采用。但相應(yīng)的濾波系數(shù)增加，乘法運(yùn)算次數(shù)增加，因此需要較多的存儲器，運(yùn)算時間也比直接型增加。：線性相位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在許多應(yīng)用領(lǐng)域，例如通信和圖像處理中，在一定頻率范圍內(nèi)維持相位的完整性是一個期望的系統(tǒng)屬性。因此，設(shè)計(jì)能夠建立線性相位一頻率功能的濾波器是必須遵循的規(guī)范。系統(tǒng)相位線性度的標(biāo)準(zhǔn)尺度就是“組延遲”，其定義為：。（¨，）：翌生業(yè)果濾波器是對稱或者反對稱的，就可以實(shí)現(xiàn)線性相位。（）完全理想的線性相位濾波器對于一定頻率范圍的組延遲是一個常數(shù)。可以看到如線性相位（相移）表示一個系統(tǒng)的相頻特性與頻率成正比，由于不同頻率傳輸速度都一樣，所以信號通過它產(chǎn)生

19、的時間延遲等于常數(shù)所以不出現(xiàn)相位失真，對個數(shù)字系統(tǒng)來說，即兩北工業(yè)人學(xué)：文第二章數(shù)字濾波器及其設(shè)計(jì)方法假設(shè)一個離散時間系統(tǒng)的幅頻特性等于，則當(dāng)信號（”）通過該系統(tǒng)后，其輸出（）的頻翠特性（）：日（一一）（一）：一咖（一）?！保ㄒ弧保┑哪康??？梢宰C明，線性相位條件為：（”卜船】所以（）（一），這樣輸出（）等于輸入在時間上的唯一，本！無失真輸出矗）；一舞（一一磚寄對稱即如果單位脈沖響應(yīng)（）為實(shí)數(shù)，且具有偶對稱或奇對稱性，則數(shù)字濾波是（。座（攢一一撐爿靄髯拇器具有格的線性相位特性。其對稱中心在：掣處。當(dāng)分別為奇數(shù)和偶數(shù)時，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以分別用圖（），（）的信號流圖來實(shí)現(xiàn)。苗該信號流圖呵以看出，線性

20、相位結(jié)構(gòu)比圖一的直接實(shí)現(xiàn)形式少用！掣個乘法器（或桑法運(yùn)算。（）圖線性相位濾波器結(jié)構(gòu)（）；（）（）第二章數(shù)字濾波器及其設(shè)計(jì)方法一數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)濾波器設(shè)計(jì)方法是以贏接逼近所需離散時間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)為基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)方法包括窗函數(shù)法和最優(yōu)化方法（等同紋波法），其中窗函數(shù)方法是設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器是最常用的方法之一。窗函數(shù)法任何數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)（）都是的周期函數(shù)，它的傅立葉級數(shù)展開式為：（一）：。（月）一”。（）其帆瓦腳印咖（）傅立葉系數(shù)（）實(shí)際上就是數(shù)字濾波器的沖擊響應(yīng)，由于（）可能是無限長序列且為非因果向應(yīng)，是物理不可實(shí)現(xiàn)的。為此要尋找一個因果的（），在相應(yīng)的誤差準(zhǔn)則下最近逼近，（”）。窗函數(shù)法設(shè)計(jì)的初

21、衷是使設(shè)計(jì)的濾波器頻率特性（”）在頻域均方誤差最小意義下進(jìn)行逼近，即：；。（一）一日（一）。出：厶一窗函數(shù)法就是用被稱為窗函數(shù)的有限加權(quán)序列。（”）來修正式（），則所需（）表示為：（）。（）。（）（）對稱即（”）（。（”）是有限長序列，當(dāng)，及”時，。（），這里我們僅以沖激響應(yīng)，？），一）時低通濾波器為例進(jìn)行說明。低通濾波器的頻率響應(yīng)函數(shù)（）如式所示：（川）一川一，叫（）陽北業(yè)人學(xué)碩論文第二二章數(shù)字濾波器及其設(shè)計(jì)方法在珊丌利為，其中為對抽樣頻率歸一化的角頻率，。為歸一化截止角頻率。利用反傅立時變換公式求出式（）對應(yīng)的沖激響應(yīng)（）為：棚（）刀行一一、（）卜幾種窗函數(shù)及其窗函數(shù)選擇原則設(shè)計(jì)濾波器常用

22、的窗函數(shù)有：矩形窗函數(shù)、三角窗（）函數(shù)、漢寧（）窗函數(shù)、海明（）窗函數(shù)、布萊克曼（）窗函數(shù)和凱塞（）窗函數(shù)，具體性能指標(biāo)可參看表一。筒蝻裝型最大旁辯幅度（勰艇值）。一避瘦帶寬度躐大道近誤差鐮玻塞，。，。覷潮）杖帶，。，、頹彤表窗函數(shù)性能指標(biāo)比較窗函數(shù)的選擇原則是：（）具有較低的旁瓣幅度，尤其是第一旁瓣幅度。（）旁瓣幅度下降速度要快，以利于增加阻帶衰減。（）主瓣寬度要窄，以獲得較陡的過渡帶。通常上述幾點(diǎn)很難同時滿足，當(dāng)選用主瓣寬度較窄時，雖然得到較陡的過渡帶，但通帶和阻帶的波動明顯增加；當(dāng)選用最小的旁瓣幅度時，雖然能得到勻滑的幅度響應(yīng)和較小的阻帶波動，但是過渡帶加寬。因此，實(shí)際選用的窗函數(shù)往往事

23、它們的折中。在保證主瓣寬度達(dá)到一定要求的情況下，適當(dāng)?shù)貭奚靼甑膶挾葋頁Q取旁瓣波動的減少。兩業(yè)火學(xué)碩卜瞼文第二章數(shù)字濾波器及其設(shè)計(jì)方法等同紋波設(shè)計(jì)方法窗函數(shù)存在某些缺陷。首先，在設(shè)計(jì)中不能將邊緣頻率。和。精確的給定；也就是意味著在設(shè)計(jì)完成之后無論得到何值都必須接受。其次，不能夠同時標(biāo)定紋波因予和暖；在窗函數(shù)設(shè)計(jì)法上只能設(shè)定甌而。最后，近似誤差在頻帶區(qū)間上不是均勻分布的，在靠近頻帶邊緣誤差愈大，遠(yuǎn)離頻帶邊緣誤差愈小。一種非常有效的解決這種問題的濾波器就是等同紋波濾波器。對于線性相位濾波器來說，有可能導(dǎo)得一組條件，剝這組條件能夠證明，在最大近似誤差最小化的意義下，這個設(shè)計(jì)時最優(yōu)的。具有這種性質(zhì)的濾

24、波器就稱為等同紋波濾波器，因?yàn)榻普`差在通帶和阻帶上都是均勻分柿的。等同紋波法通常都是采用迭代方法來實(shí)現(xiàn)的，與直接頻率法相比，等同紋波設(shè)計(jì)法的優(yōu)點(diǎn)在于通頻帶和抑制代偏差可以分別指定，且實(shí)現(xiàn)相同指標(biāo)的濾波器時所用的濾波器階數(shù)較小。借助設(shè)計(jì)濾波器在的。中有一個專門的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)軟件模塊（），其功能強(qiáng)大，可以設(shè)計(jì)多種濾波器，而且可以采用多種方法設(shè)計(jì)濾波器，包括窗函數(shù)法和等同紋波法，它使用起來非常直觀有效，在輸入設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)方法選擇后，計(jì)算出各階系數(shù)，并以圖形的宜觀方式顯示幅頻、相頻、沖擊響應(yīng)和零極點(diǎn)圖。它還可以把各階系數(shù)以二進(jìn)制補(bǔ)碼的形式導(dǎo)出到文本文件中去，方便了系數(shù)的轉(zhuǎn)換。數(shù)字濾波器的硬件實(shí)現(xiàn)

25、方法及其改進(jìn)，分布式算法基礎(chǔ)分布式算法（應(yīng)用在計(jì)算乘積和，）是一項(xiàng)重要的技術(shù)，廣泛地塑；！窒：些叁堂堡圭篁塞絲三塞！墾莖耋塑堡童壘苧絲苧查絲（）吣】。本論文就是采用分布式算法來設(shè)計(jì)濾波器，并對其進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)。一個線性時不變網(wǎng)絡(luò)的輸出可以用式（）表示，進(jìn)一步假設(shè)系數(shù)是已知常數(shù)，是變量，無符號系統(tǒng)假設(shè)變量的表達(dá)式如下：。【，（）其中表示的第位，而虹電就是的第次采樣，聯(lián)立式（）和（）得內(nèi)積可以表示為：芝藝¨：】（【】“十確【】”¨。）”叫一，”一：“¨】。）¨。一“?！尽?#168;一。）（?！恳弧恳灰?，一】）”（?！恳唬骸?；【一一：【一矽一【】【】【一

26、【一】）。少¨¨礦¨，¨，”）由于我們在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，濾波器系數(shù)有正有負(fù)，處理的是有符號數(shù)的補(bǔ)碼的形式，對于有符號的系統(tǒng)，我們采用下面（）位表達(dá)式：如）時與（）聯(lián)立得到輸出如下：（）：一一、廠。西窆一藝廠（）蔭北三些盔堂墮主笙蘭塹三耋！曼塑量塑鍪量壘莖：壁蘭變鎏從上式可以看出分御式算法是一種以實(shí)現(xiàn)乘累加運(yùn)算為日的的運(yùn)算方法。它與傳統(tǒng)算法實(shí)現(xiàn)乘累加運(yùn)算的不同在于執(zhí)行部分積運(yùn)算的先后順序不同。分布式算法在完成乘累加功能時是通過犒各輸入數(shù)據(jù)每一對應(yīng)位產(chǎn)生的部分積預(yù)先進(jìn)行相加形成相應(yīng)的部分積，然后再對各個部分積累加形成最終結(jié)果，而傳統(tǒng)算法是等到所有乘積已經(jīng)產(chǎn)生之

27、后再來相加來完成乘累加運(yùn)算的。硬件實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的解決方案本人針對基本的概念進(jìn)行了兩項(xiàng)有效的改進(jìn)，在通過硬件實(shí)現(xiàn)的過程中，我們最關(guān)心的無非是運(yùn)行速度和電路的規(guī)模這兩項(xiàng)因素。下面就針對減小規(guī)模和提高速度這兩點(diǎn)柬進(jìn)彳討論。）并行方式的分布式算法該結(jié)構(gòu)改進(jìn)是以增加額外的、寄存器和加法器為代價提高了速度。若將式（）中每個括號之間的加法并行執(zhí)行，即將每個查找表的輸出采刷并行的加法，就得到了全并行結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)將（）式中的每個括號內(nèi)容改寫如下，并縮寫為：“【】一“】【】卜，一一】（）同理則】一，】“一【】“一一一【則式可以改寫為。（）。一“【】¨十“一”對于有符號數(shù)的算法，根據(jù)式（一），寫成式（）的形式為（

28、）：刪阱。一】“一“【日】（）利用式（）可得一種直觀的加法器樹。一個階系數(shù)，采樣值為位的濾波器的全并行實(shí)現(xiàn)如圖所示，虛線為流水線寄存器。曲北丁業(yè)人學(xué)碩十論文第二二章數(shù)字濾波器及其設(shè)計(jì)方法圖全并行結(jié)構(gòu)）全串行形式的分柿式算法當(dāng)對系統(tǒng)速度的要求不太高時，可以采用全串行的設(shè)計(jì)方法，即一個查找表，一個并行運(yùn)算的可控加減法器，以及簡單少量的寄存器就可達(dá)到目的。這樣可以節(jié)省大量的資源。串行方法，顧名思義就是輸入數(shù)據(jù)是以串行的方式輸入。先從最低位開始，用所有個輸入量的最低位對查找表進(jìn)行尋址，得到了一一個部分積，將其右移一位即將其乘以。后，放到寄存器當(dāng)中，同時，個輸入量的次低位己經(jīng)丌始對查找表尋址得到另一個部

29、分積，與右移一位后的上一個部分積相加，再重復(fù)上一步，直到所有的位數(shù)都己經(jīng)尋址一遍。特別要注意，在最高位尋址得到的值不是與上一個右移一位后的部分積相加，而是相減。這樣最后得到的值就是我們需要的結(jié)果，由此可以得到全串行模式。由上可知，完成。次運(yùn)算需要個時鐘周期。它的實(shí)現(xiàn)框圖如下（虛線為流水線寄存器）：曲北業(yè)大學(xué)碩士論文第二章數(shù)字濾波器及其設(shè)計(jì)方法圖全串行實(shí)現(xiàn)方式）表分割簡化規(guī)模如果系數(shù)過多，用單個不能執(zhí)行全字（輸入位寬系數(shù)的數(shù)量），就可以利用部分表并將結(jié)果相加。如果我們在加上流水線寄存器，這一改進(jìn)并沒有降低速度，卻可以極大地減小設(shè)計(jì)規(guī)模，因?yàn)?、的?guī)模隨著地址空，也就是輸入系數(shù)的增加而指數(shù)增加。假定

30、長度為的內(nèi)積：（州）“”¨”（）可以用一個兒結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。將和分配到個獨(dú)曲：的階并行的中，結(jié)果如下：、¨【胛【坨（）如圖所示，實(shí)現(xiàn)一個地設(shè)計(jì)需要三個輔助加法器。表格的規(guī)模從一個×的降低到個×表。州匕【：業(yè)火學(xué)碩十論文第二章數(shù)字濾波器及其設(shè)計(jì)方法。，“，。卜一崔。盤一。卜一一！：寓。“她。，口一芏阿“羔“，一。寰?？谌槲銧幖钠?。，存器】¨阻”卜一¨盼習(xí)帆。卜圖將表分割以產(chǎn)生簡化規(guī)模的分布式算法阿北：業(yè)火學(xué)碩十論文第二章技術(shù)利可編程邏輯器件第三章技術(shù)和可編程邏輯器件電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)：是的縮寫，意為電子設(shè)計(jì)自動化，即利用計(jì)算機(jī)自動完成電子系統(tǒng)

31、的設(shè)計(jì)。技術(shù)是以計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)為先導(dǎo)，匯集了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、拓?fù)?、邏輯學(xué)、微電子工藝與結(jié)構(gòu)學(xué)和計(jì)算數(shù)學(xué)等多種計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)科最新成果的先進(jìn)技術(shù)。它與電子技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，吸收算機(jī)領(lǐng)域的大多數(shù)最新研究成果，以高性能的計(jì)算機(jī)作為：作工具，在軟件平臺上，根據(jù)硬件描述語言完成的設(shè)計(jì)文件，自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合及優(yōu)訛、布線、仿真，直至列于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。回顧近年的電子設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展歷程，可將技術(shù)分為三個階段：七十年代為（）階段。這個階段主要分別研制了一個個單獨(dú)的軟件工具，主要有電路模擬、邏輯模擬、版圖編輯、布局布線等，通過計(jì)算機(jī)的使用，從而可

32、以把設(shè)計(jì)人員從大量繁瑣、重復(fù)的計(jì)算和繪圖¨作中解脫出來。其核心是電路技術(shù)，產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)概念。但這樣的設(shè)計(jì)過程存在兩個方面的問題：第一，出于各個工具軟件是由不同的公司和專家開發(fā)的，只解決一個領(lǐng)域的問題，若將一個工具軟件的輸出作為另一個工具軟件的輸入，就需要人工處理，過程很繁瑣，影響了設(shè)計(jì)速度；第二，對于復(fù)雜電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，當(dāng)時的工具由于缺乏系統(tǒng)繳的設(shè)訓(xùn)考慮，不能提供系統(tǒng)級的仿真與綜合，設(shè)計(jì)錯誤如果在丌發(fā)后期彳被發(fā)現(xiàn)，將給修改工作帶來極大的不便。八十年代為階段。這個階段在集成電路與電子系統(tǒng)方法學(xué)，以及設(shè)計(jì)工具集成方面取得了眾多成果，與相比，除了純粹的圖形繪制功能外，又增加了電路功

33、能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且通過電氣連接網(wǎng)絡(luò)表將兩者結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)。由于采用了統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理技術(shù)，因而能夠?qū)⒏鱾€工具集成為一個（）系統(tǒng)。的主要功能是：原理圖輸入，邏輯仿真，電路分析，自動布局布線，后分析等。這個階段主要采用基于單陽北：業(yè)火學(xué)碩十論文第三章技術(shù)和可編程邏輯器件元庫的半定制沒計(jì)方法，采用門陣列和標(biāo)準(zhǔn)單元設(shè)計(jì)的各種得到了極大的發(fā)展。將集成電路工業(yè)推入了時代。九十年代為階段，盡管技術(shù)取得了巨大的成功，但并沒有把人從繁重的設(shè)計(jì)：作中徹底解放出來。在整個設(shè)計(jì)過程中，自動化和智能化程度還不高，各種軟件界面千差萬別，學(xué)習(xí)實(shí)用困難，并且互不兼容，直接影響到設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)間的銜接?；谝陨喜蛔?，人們

34、開始追求貫穿整個設(shè)計(jì)過程的自動化，即電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動化。此階段出現(xiàn)了以高級語言描述、系統(tǒng)仿真和綜合技術(shù)為特征的篇三代技術(shù)，不僅大大提高了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率，而且使沒計(jì)人員擺脫了大量的輔助性及基礎(chǔ)性工作，將精力集中于創(chuàng)造性的方案與概念的構(gòu)思匕。娃誚“改甄辯壤設(shè)計(jì)縫畦話耪瑚鱧律七“鄧代十移代九“年代圖技術(shù)發(fā)展層次的變化可編程邏輯器件可編程邏輯器（）是（）的一個重要分支。按制造方法又可分為全定制（）產(chǎn)品、半定帶（）產(chǎn)品和可編程邏輯器件（）。前兩種的設(shè)計(jì)和制造都離不開器件生產(chǎn)廠家，用戶主動性較差。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)師們更愿意自己設(shè)計(jì)專用集成電路芯片，并盡可能縮短設(shè)計(jì)周期，最好是在實(shí)驗(yàn)室罩就能設(shè)計(jì)出

35、合適的芯片，并且立即投入實(shí)際應(yīng)用之中，在使用中也能比較方便的列設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。可編程邏輯器件就是為滿足用戶的這一需求應(yīng)運(yùn)而生的。西北：【業(yè)人學(xué)碩十論文第三章技術(shù)干¨可編程邏輯器什可編程邏輯器件簡介從世紀(jì)年代發(fā)展到現(xiàn)在，已形成了許多類型的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)、工藝、集成度、速度和性能都在不斷的改進(jìn)和提高。又可分為簡單低密度和復(fù)雜高密度?？删幊剃嚵羞壿嬈骷裕ǎ┖屯ㄓ藐嚵羞壿嬈骷ǎ┓瓕儆诤唵?，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)靈活，對開發(fā)軟件的要求低，但規(guī)模小，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯功能。隨著技術(shù)的發(fā)展，簡單在集成度和性能方面的局限性也暴露出來。其寄存器、引腳、時鐘資源的數(shù)目有限，沒有內(nèi)部互連，因此包括復(fù)雜可編程邏輯器

36、件（）年現(xiàn)場可編程門陣列器件（）在內(nèi)的復(fù)雜迅速發(fā)展起來，并向著高密度、高速度、低功耗以及結(jié)構(gòu)體系更靈活、適用范圍更序闊的方向發(fā)展。具備陣列型的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)又類似掩膜可編程門陣列，因而具有更高的集成度和更強(qiáng)大的邏輯實(shí)現(xiàn)功能，使設(shè)計(jì)變得更加靈活和易實(shí)現(xiàn)。相對于，它還可以將配置數(shù)據(jù)存儲在片外的或者計(jì)算機(jī)上，設(shè)計(jì)人員可以控制加載過程，在現(xiàn)場修改器件的邏輯功能，即所謂的現(xiàn)場可編程。所以得到了更普遍的應(yīng)用。使用器件進(jìn)行開發(fā)的優(yōu)點(diǎn)使用器件設(shè)訓(xùn)數(shù)字電路，不僅可以簡化設(shè)計(jì)過程，而且可以降低整個系統(tǒng)的體積和成本，增加系統(tǒng)的可靠性。它們無需花費(fèi)傳統(tǒng)意義下制造集成電路所需大量時間和精力，避免了投資風(fēng)險，成為電子器件行業(yè)

37、中發(fā)展最快的一族。使用器件設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)電路的主要優(yōu)點(diǎn)如下：設(shè)計(jì)靈活使用器件，可不受標(biāo)準(zhǔn)系列器件在邏輯功能上的限制。而且修改邏輯可在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和使用過程的任一階段中進(jìn)行，并且只須通過對所用的器件進(jìn)行重新編程即可完成，給系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了很大的靈活性。增大功能密集度！蘭！兩北一：業(yè)大學(xué)碩士論文第三章技術(shù)和可編程邏輯器忭功能密集度是指在給定的空間能集成的邏輯功能數(shù)量。可編程邏輯卷片內(nèi)的組件門數(shù)高，一片可代替幾片、幾十片乃至上舀片中小規(guī)模的數(shù)字集成電路芯片。用器件實(shí)現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)時用的芯片數(shù)量少，從而減少芯片的使用數(shù)目，減少印刷線路板面積和印刷線路板數(shù)目，最終導(dǎo)致系統(tǒng)規(guī)模的全面縮減。提高可靠性減少芯片和印刷板數(shù)

38、目，不僅能縮小系統(tǒng)規(guī)模，而且它還極大的提高了系統(tǒng)的可靠性。具有較高集成度的系統(tǒng)比用許多低集成度的標(biāo)準(zhǔn)組件設(shè)計(jì)的相同系統(tǒng)具有高得多的可靠性。使用器件減少了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需要的芯片數(shù)目，在印刷線路板上的引線以及焊點(diǎn)數(shù)量也隨之減少，所以系統(tǒng)的可靠性得以提高。縮短設(shè)計(jì)周期由于器件的可編程性和靈活性，用它來設(shè)計(jì)一個系統(tǒng)所需時間比傳統(tǒng)方法大為縮短。器件集成度高，使用時印刷線路板電路布局布線簡單。同時，在樣機(jī)設(shè)計(jì)成功后，由于開發(fā)工具先進(jìn)，自動化程度高，對其進(jìn)行邏輯修改也一卜分簡便迅速。因此，使用器件可大大縮短系統(tǒng)的設(shè)汁周期，加快產(chǎn)品投放市場的速度，提高產(chǎn)品的競爭能力。工作速度快器件的工作速度快，般可以達(dá)到幾百兆

39、赫茲，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于器件。同時，使用器件后實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需要的電路級數(shù)又少，因而整個系統(tǒng)的工作速度會得到提高。增加系統(tǒng)的保密性能很多器件都具有加密功能，在系統(tǒng)中廣泛的使用器件可以有效防止產(chǎn)品被他人非法仿制。降低成本使用器件實(shí)現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，如果僅從器件本身的價格考慮，有時還看不出束它的優(yōu)勢，但是影響系統(tǒng)成本的因素是多方面的，綜合考慮，使用的成本優(yōu)越性是很明顯的。首先，使用器件修改設(shè)計(jì)方便，設(shè)計(jì)周期縮短，使系統(tǒng)的研制開發(fā)費(fèi)用降低；其次，器件可使印刷線路板面積和需要的插件減少，從而使系統(tǒng)的制造費(fèi)用降低；再次，使用器件能使系統(tǒng)的可靠性提高，維修工作量減少，進(jìn)而使系統(tǒng)的維修服務(wù)費(fèi)用降低?？傊?，使用第三章技術(shù)雨

40、可編程邏輯器件器件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)能節(jié)約成本。設(shè)計(jì)的開發(fā)流程設(shè)計(jì)的開發(fā)流程如圖所示。磁萋藤倒替、，甜豹謠省黼述。譖謝髫壁）觸塒僦萋：；黼、薹；齋鐫、聳鏨毪謄拳孥髓：淹艇懋套付膨邏輯憂化麓叫約寮輔涮門級呶蹴儔糍玎霹：特豁并髓測試娃路黝幼生控。安蛻：辯鷯燕绱磷波圖開發(fā)流程圖設(shè)計(jì)開始需利用工具的文本或圖形編輯器將設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖用文本方式（如程序）或圖形方式（原理圖、狀態(tài)圖等）表達(dá)出來。完成設(shè)計(jì)描述后即可通過編譯器進(jìn)行排錯編譯，變成特定的文本格式，為下一步的綜合做準(zhǔn)備。在此，對于多數(shù)的軟件來說，最初的設(shè)計(jì)究竟采用哪一種輸入形式是可選的，也可混合使用。編譯形成標(biāo)準(zhǔn)。文件后，在綜合前即可以對所描述的內(nèi)容進(jìn)行

41、功能仿真，又可稱為前仿真。即將源程序直接送到仿真器中仿真。功能仿真僅對設(shè)計(jì)描述的邏輯功能進(jìn)行測試模擬，以了解其實(shí)現(xiàn)的功能是否滿足原設(shè)計(jì)的要求，由于此時的仿真只是根據(jù)的語義進(jìn)行的，與具體電路沒有關(guān)系，仿真過程不涉及具體器件的硬件特性，如延遲特性。設(shè)計(jì)的第三步是綜合，將軟件設(shè)計(jì)與硬件的可實(shí)現(xiàn)性掛鉤，這是軟件化為硬件電路的關(guān)鍵步驟。綜合后，可生成網(wǎng)表文件，利用網(wǎng)表文件進(jìn)行綜合陽北：業(yè)火學(xué)碩十論文第二蕈技術(shù)羽口編邏輯器件后仿真。綜合后仿真雖然比功能仿真精確一些，但是只能估計(jì)門延時，而不能估計(jì)線延時，仿真結(jié)果與布線后的實(shí)際情況還有一定的差距，并不十分準(zhǔn)確。這種仿真的主要目的在于檢查綜合器的綜合結(jié)果是否與

42、設(shè)計(jì)輸入一致。綜合通過后必須利用布局，布線適配器將綜合后的網(wǎng)表文件針對某一具體的目標(biāo)器件進(jìn)行邏輯映射操作，這個過程叫做實(shí)現(xiàn)過程。布局布線后應(yīng)進(jìn)行時序仿真。時序仿真中應(yīng)將布局布線后的時延文件反標(biāo)到設(shè)計(jì)中，使仿真既包含門時延，又包含線時延的信息。由于不同器件的內(nèi)部延時不一樣，不同的布局布線方案也給時延造成不同的影響，因此在設(shè)計(jì)處理完以后，對系統(tǒng)各個模塊進(jìn)行時序仿真，分析其時序關(guān)系，估計(jì)設(shè)計(jì)的性能，以及檢查和消除競爭冒險是非常有必要的。與前面各種仿真相比，這種仿真包含的時延信息最為全面、準(zhǔn)確，能較好地反映：卷片的實(shí)際工作情況。如果以：的所有過程，包括編譯、綜合、布線，適配和功能仿真、綜合后仿真、時序仿真都沒有發(fā)現(xiàn)問題，即滿足原設(shè)計(jì)要求，就可以將適配器產(chǎn)生的配置下載文件通過編程器或下載電纜載入目標(biāo)新片中。硬件描述語言及數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法可編程邏輯器件和技術(shù)給今天