CIC数字滤波器在FPGA上的实现

最新推荐文章于 2024-08-01 22:55:30 发布
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本文介绍了CIC数字滤波器的结构及在FPGA上的实现，包括二阶CIC滤波器的模块框图和Verilog代码示例，强调了时序控制、数据宽度控制和资源优化的重要性。

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CIC数字滤波器在FPGA上的实现

CIC（Cascaded Integrator-Comb）数字滤波器是一种高效的、低复杂度的滤波器，广泛应用于信号处理领域。在FPGA上实现CIC数字滤波器，可以兼顾性能和资源占用，适用于一些需要实时处理的信号处理应用。

CIC数字滤波器由级联的积分器和组合器构成，可以实现高通、低通、带通等多种滤波类型。以二阶CIC数字滤波器为例，其模块框图如下所示：

          +----------------+
          |   Down-sampler  |
          +----------------+
                   |
                   v
         +------------------+
    x[n] |  Cascaded        | y[n]
    --->|  Integrators     |--->
         |  and Comb        |
         +------------------+
                   |
                   v
          +----------------+
          |   Up-sampler    |
          +----------------+

其中Down-sampler和Up-sampl

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FPGA 基于 Vivado 核的 CIC 滤波器设计与实现
走向CTO的路上...
03-19 769
CIC（Cascaded Integrator-Comb）滤波器是一种用于多相抽取和内插操作的高效数字滤波器。由于 CIC 滤波器只需要加法器和移位寄存器，因此不需要乘法运算，非常适合在 FPGA 上实现。它们常被用于通信系统中的采样率转换。通过 Vivado 的 CIC Filter IP 核，FPGA 设计者可以快速实现复杂的采样率转换操作。这不仅提高了开发效率，还保证了滤波器实现的可靠性和性能。
CIC抽取滤波器MATLAB仿真和FPGA实现（2）
qq_40052606的博客
10-21 2727
CIC抽取滤波器MATLAB仿真和FPGA实现（2） CIC的FPGA实现其实非常简单，但是要想输入输出与MATLAB仿真结果一致就需要一定的技巧和结构变化。CIC理论基础在上个文章里面进行了描述。 在进行FPGA实现时需要明白CIC本质就是一个加法运算。其离散表达式有两种， 1、 传统的分别实现积分环节和梳状环节. 但是这里需要注意的是这两个环节都是不稳定系统，转化到FPGA逻辑表述就是积分环节是一个无限累加的过程，这样就需要不断的增大位宽来放置数据的溢出，微分环节需要不断的去做减法。这样会导致数据的溢
孩子都能学会的FPGA：第二十六课——用FPGA实现CIC抽取滤波器
CHDAJ58的博客
12-09 3048
CIC抽取滤波器一般用在高速采集信号的降采样上，假如AD的采集速度是Fs，但是系统的处理速度只有Fs/N，和直接抽取或者N个值加权平均相比，CIC抽取是计算复杂度低，系统性能，可以有效的过滤掉噪声和干扰信号。以上是百度上对CIC滤波器的说明，后面还有各种的公式的推导，有兴趣的读者可以好好学习一下，这不是本文的重点，本文主要讲解如何用FPGA设计CIC滤波器。从定义中我们可以得出，CIC滤波器是FIR滤波器的一种，可以只使用积分和梳状滤波器来实现，也就是说根本没有了FIR的乘法操作，实现非常的简单。
FPGA实现CIC滤波器
weixin_49429082的博客
07-05 2130
FPGA实现CIC滤波器
CIC抽取滤波器MATLAB仿真和FPGA实现（1）
qq_40052606的博客
10-21 5588
CIC抽取滤波器MATLAB仿真和FPGA实现（1） 设计理想滤波器目标：1、滤波器在有效频段内纹波满足设计要求。2、抽取或内插处理后在有效频段内不产生混叠。3、滤波器实现简单，需要资源较少。这个文章主要讲CIC理论基础，下个文章讲FPGA实现。 级联积分梳状滤波器又称CIC。这是多速率信号处理中一种结构简单的滤波器，只需要加法器和寄存器即可实现，可以灵活的设置抽取因子和插值因子，并且CIC是一种基于零点和极点相消的FIR滤波器。 CIC是由积分器和梳状滤波器组成。积分器可表示为（太多公式了只能截图发出来）
FPGA开发 Verilog CIC 滤波器设计
GJZGRB的博客
11-16 916
积分梳状滤波器（CIC，Cascaded Integrator Comb），一般用于数字下变频（DDC）和数字上变频（DUC）系统。CIC 滤波器结构简单，没有乘法器，只有加法器、积分器和寄存器，资源消耗少，运算速率高，可实现高速滤波，常用在输入采样率最高的第一级，在多速率信号处理系统中具有着广泛应用。
单片机与DSP中的改进型CIC抽取滤波器设计与FPGA实现
11-11
单片机与DSP中的改进型CIC抽取滤波器设计与FPGA实现是数字信号处理领域的一个关键话题，尤其在∑－△模数转换器（ADC）系统中，抽取滤波器扮演着至关重要的角色。积分梳状滤波器（CIC）作为一种常见的第一级滤波器，...
基于FPGA的CIC滤波器：多采样率数字上下变频信号处理的技术实现与应用
最新发布
05-26
CIC滤波器作为一种高效的线性相位有限脉冲响应（FIR）数字滤波器，能够在不使用乘法器的情况下实现采样率的降低（抽取）和增加（插值）。文章详细解释了CIC滤波器的工作原理，包括积分器和梳状滤波器的作用，并展示...
基于FPGA的CIC滤波器设计与实现：多采样率信号处理中的数字上下变频
04-14
内容概要：本文详细介绍了CIC滤波器在FPGA上的实现方法及其在多采样率信号处理中的应用。首先解释了CIC滤波器的基本结构，即积分器和梳状滤波器的级联设计，并展示了如何用Verilog代码实现这一结构。接着讨论了CIC...
verilog实现可编程CIC插值滤波器
05-30
CIC滤波器是一种特殊的数字滤波器，由多个积分器和分频器组成，以其简单的结构和低的计算复杂度著称。在插值过程中，CIC滤波器可以有效提高信号的采样率，从而降低后续处理的频率要求。其主要优点在于它只需要很少的...
【FPGA】：ip核-----CIC滤波器
weixin_43778388的博客
07-17 6043
vivado CIC IP核的使用
三阶一位量化CIFB 结构Σ-ΔADC调制器设计
04-16
提出了一种基于Maltab SIMULINK 的Sigma-Delta 调制器的设计与仿真方法，采用单环三阶CIFB 结构、一位量化器位数和256 倍过采样率，设计中对噪声传输函数的零极点和系统反馈系数进行了优化，缩小了模拟电路的设计难度，提升了系统稳定性。在考虑积分器的有限直流增益、饱和电压、压摆率和增益带宽等非理想因素情况下进行建模，得到了SNDR 和ENOB 分别为123 dB，20.14 bits，仿真结果表明，该结构可在低量化位数的情况下，得到较高的精度和较好的稳定性，可在高层次上指导调制器晶体管级电路设计。
ZYNQ学习笔记（六）：数字信号处理—CIC插值滤波器的FPGA实现
weixin_44852755的博客
08-01 3860
对数字化基带信号进行高倍率的上采样，以增加其采样率，从而扩展频率范围，进行上采样。上采样后的基带信号将与DDS生成的高频载波信号进行乘法运算，从而实现直接数字上变频。
基于FPGA实现CIC升采样滤波器verilog HDL代码总结
weixin_39789553的博客
10-14 3342
基于FPGA实现CIC升采样滤波器verilog HDL代码总结一、概述二、设计说明三、代码实现1、顶层代码2、产生正弦信号代码（调用了xilinx RAM IP）3、CIC升采样滤波实现代码四、仿真结果 一、概述 上文中我们总结了CIC基本原理设计，本文将基于xilinx FPGA通过verilog HDL实现CIC升采样及仿真情况总结如下，作为相关项目开发参考。 二、设计说明 系统工作时钟50M 正弦信号频率50M/16/8=0.390625MHz 正弦信号采样频率50M/16=3.125Msps，每个
FPGA数字信号处理（十九）Vivado CIC IP核实现
FPGADesigner的博客
07-02 1万+
该篇是FPGA数字信号处理的第19篇，题接上篇，本文详细介绍使用Vivado自带的CIC IP核进行设计的方法。关于单级CIC滤波器、多级CIC滤波器的Verilog HDL设计以及Quartus中CIC IP核的使用方法可以参考前面的文章。 IP核概述 Xilinx的CIC IP核属于收费IP，但是不需要像 Quartus那样通过修改license文件来破解。如果是个人学习，现在网络...
基于FPGA的CIC滤波器设计（2）——以数字上下变频为例讲解
zhangningning1996的博客
04-25 7954
单级CIC滤波器理论与设计项目简述多级CIC滤波器多级CIC滤波器的抽取操作多级CIC滤波器的内插操作多级CIC滤波器的抽取的MATLAB实现 项目简述 我们上一篇博客对CIC滤波器的理论与实现进行了详细的介绍，相信同学们从前一篇博客可以进行相应的学习。但是CIC滤波器本质上就是 低通滤波器。为什么如此常用，只是因为CIC滤波器构成简单不需要乘法器，运行速度快，在通信中的上下变频中非常常用。当然C...
CIC滤波器：原理、设计与FPGA开发
IhozSemantics的博客
09-17 2376
CIC滤波器通过级联的积分器和组合器实现高效的数字滤波，适用于信号处理和通信系统等应用。通过合适的参数选择和HDL描述，可以在FPGA上实现CIC滤波器，并通过相应的开发工具进行综合、布局和时序分析。要在FPGA上实现CIC滤波器，可以使用HDL（硬件描述语言）如Verilog或VHDL来描述滤波器的硬件结构，并使用相应的开发工具进行综合、布局和时序分析。阶数决定了滤波器的截止频率和滤波器的响应特性，差分延迟影响了滤波器的群延迟，而插值因子则决定了滤波器的抽取率。二、CIC滤波器设计。
CIC滤波器设计原理总结
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weixin_39789553的博客
10-12 2万+
CIC滤波器设计原理总结一、CIC滤波器应用概述二、基本原理理解1、模拟与数字信号关于频率的理解2、变采样对信号频率搬移变化的理解3、升采样（内插）与降采样（抽取）方法三、CIC滤波器幅频响应直观认识四、CIC滤波器设计级联框图 一、CIC滤波器应用概述 在通信数字信号上下变频时，经常会用到对数字信号的升采样和降采样，即通过CIC数字速率器实现变采样率，下面将总结CIC滤波器设计原理，便于FPGA实现参考。 二、基本原理理解 在研究CIC滤波器前，需要真正弄明白并理解一些基本概念，具体整理如下。 1、模拟与
cic插值滤波的FPGA实现
10-21
CIC (Cascade Inverse Cosine) 插值滤波是一种在数字信号处理中常用的低通滤波技术，常用于图像、视频和音频信号的采样率提升。FPGA (Field-Programmable Gate Array) 实现CIC滤波器，因为其并行性和灵活性，可以提供高效性能。 在FPGA上实现CIC滤波的关键步骤包括： 1. **结构设计**：CIC滤波器由一系列递归部分组成，每个部分包含一个IIR (无限 impulse response) 滤波器。在FPGA中，这通常是一个组合逻辑电路，由DFFs (触发器) 和一些运算单元（如加法器和乘法器）构成。 2. **模块化设计**：为了提高面积效率，CIC滤波器会被分割成几个级联的部分，每级负责一次采样点的处理。级联连接使得每一级的输出作为下一级的输入。 3. **流水线优化**：由于CIC滤波器的递归特性，数据流可以从一个阶段直接传输到下一个阶段，形成流水线，减少延迟。 4. **配置和控制**：通过FPGA的配置工具，可以选择滤波器的阶数、采样率转换因子等参数，并设置启动和停止条件。 5. **验证**：在硬件实现之前，需要通过软件仿真或硬件原型验证来确认滤波效果和性能指标。
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