隨著數(shù)字信號處理技術應用的不斷深入，數(shù)字信號處理系統(tǒng)的實現(xiàn)面臨著很多挑戰(zhàn)，其中面臨的四個主要問題是：速度、設計規(guī)模、功耗和開發(fā)周期。因此許多數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法被提出，其中基于FPGA的實現(xiàn)技術就是其中的重要技術之一。 本文以數(shù)字信號處理系統(tǒng)的實現(xiàn)為應用背景，著重研究了基于FPGA的數(shù)字濾波器實現(xiàn)技術。本文分為兩個主要部分： 第一部分以Xilinx公司的FPGA為例，總結了FPGA設計的基本方法及設計流程，并在此基礎上介紹了一種用于產(chǎn)品快速開發(fā)的設計方式—基于SystemGenerator的設計方式，這種設計方式向數(shù)字信號處理系統(tǒng)的設計者提供了自上而下的FPGA解決方案。 第二部分系統(tǒng)地研究了基于FPGA的數(shù)字濾波器實現(xiàn)技術。該部分首先研究了三種適合于FPGA的FIR濾波器實現(xiàn)方法，直接結構、轉置結構及分布式算法。其次，討論了針對直接結構FIR濾波器的乘法器優(yōu)化技術，CSD編碼和系數(shù)分解，以及針對轉置結構FIR濾波器的乘法器優(yōu)化技術，簡化加法器圖，并結合實例給出了它們的優(yōu)化效果。再次，介紹了直接結構FIR濾波器中常用多操作數(shù)加法實現(xiàn)方法，二叉樹和Wallace樹，并在Wallace樹的基礎上提出了一種適合于FPGA的1比特多操作數(shù)加法結構，這種實現(xiàn)結構在實現(xiàn)采樣字長與系數(shù)字長均為l比特的FIR濾波器時，使FPGA的資源利用率得到明顯提高。最后還給出了三種FIR濾波器實現(xiàn)方法在FPGA中應用的優(yōu)缺點及其適用性，并給出了一個帶通濾波器的設計實例。 論文的研究成果已應用于“北斗一號”導航定位接收機中。
