FPGA：数字电路的新时代——信号处理

在数字电路领域，现代技术的发展为信号处理带来了全新的可能性。其中，可编程逻辑器件（Field Programmable Gate Array，FPGA）作为一种灵活且强大的数字电路实现平台，正逐渐崛起成为信号处理的新星。本文将详细介绍FPGA在信号处理领域的应用，并提供相应的源代码示例。

一、什么是FPGA？

FPGA是一种可编程逻辑器件，它由大量的逻辑门、存储单元和可编程连线构成。与传统的固定功能集成电路不同，FPGA可以通过重新编程来实现各种不同的数字电路功能。这种灵活性使得FPGA成为了数字电路设计和实现的理想选择。

二、FPGA在信号处理中的应用

1. 实时数据处理

FPGA具备高度并行处理能力和低延迟特性，使其非常适合用于实时数据处理。在信号处理领域，FPGA可以用于音频、视频、图像等信号的采集、处理和输出。例如，通过将采集到的音频信号输入FPGA，可以实现实时的音频滤波、降噪和特效处理。类似地，FPGA还可用于视频和图像的实时处理，如图像滤波、边缘检测和运动跟踪等。

2. 数字滤波器

数字滤波器是信号处理中常用的模块，用于去除噪音、滤波和信号增强等。传统的数字滤波器通常使用固定功能集成电路实现，但FPGA可以提供更大的灵活性和可重配置性。通过使用FPGA，可以轻松实现各种滤波器结构，如FIR滤波器和IIR滤波器，并根据需求进行参数调整和优化。

下面是一个基于FPGA的FIR滤波器的示例代码：

module fir_filter (
    input wire clk,