图1 32阶FIR滤波器结构
图2 基于PDA算法的4阶FIR数字滤波器结构
对基于PDA算法的4阶FIR数字滤波器进行优化设计后的滤波器结构图，如图3所示。用数据选择器代替查找表，数据选择器中选择的数据和查找表的数据相同，数据选择器的个数和查找表的个数相等。
图3 4阶FIR数字滤波器结构
1.2.2 Verilog HDL代码编写
采用寄存器传输级描述（RTL）的方法和自顶向下的方式进行代码的编写，同时应该具有很好的易读性和可重复性[7]。其中每个数据选择器模块和4阶FIR滤波器模块完全相同，可重复使用。32阶FIR滤波器的端口列表见表1。
表1 32阶FIR滤波器的端口列表
[端口名＼&类型＼&说明＼&data_in[15..0]＼&输入＼&输入为16位带符号整数＼&rst_n＼&输入＼&时钟复位信号＼&clk＼&输入＼&时钟＼&data_out[15..0]＼&输出＼&FIR滤波器的输出为16位带符号整数＼&]
1.2.3 验证仿真
使用Synopsys VCS作为仿真工具，通过编译仿真得到波形文件，使用DVE打开波形文件，能够看到各信号的传输情况，图4为32阶FIR滤波器的仿真波形图。本文设计的滤波器为常系数FIR滤波器，由输入数据和滤波器的系数可以利用Matlab计算出标准的滤波器输出数据[8?9]。把通过Verilog HDL实现滤波后得到的输出数据和Matlab计算得到的数据进行对比，发现两种方式得到的数据相同，验证了设计的滤波器的输出结果的正确性。由查找表实现的FIR滤波器会因为查找表占用大量的存储单元，而本文设计的FIR滤波器用数据选择器代替了查找表结构，实现相同的功能和高速的处理速度，而且减少了资源的占用，这和综合后的得到的结果相符合，有效地节约了芯片的面积。
图4 32阶FIR滤波器仿真波形
2 结 论
利用Verilog HDL 设计的FIR滤波器在设计上比较灵活，代码容易修改，编译和仿真效率较高[10]。本文设计的滤波器有效地节约了芯片的面积，降低设计的成本，可以广泛应用于数字集成电路中。
参考文献
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[3] 曲仕如，彭纪昌.一种在FPGA上实现的FIR数字滤波器的资源优化算法[J].电子设计工程，2013，21（14）：147?149.
[4] 陈亦欧.采用分布式算法的高速FIR滤波器ASIC设计[J].微电子学，2007，37（1）：144?146.
[5] 赵金现，吴三，王乃飞.基于FPGA并行分布式算法的FIR滤波器的实现[J].黑龙江科技学院学报，2006，16（4）：248?250.
[6] 凌春丽.基于分布式算法的FIR滤波器的实现与应用[D].南京：南京林业大学，2012.
[7] 夏雨闻.Verilog HDL数字系统设计教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003.
[8] 尹玉兴，刘振坚，项止武.基于Matlab的FIR数字滤波器设计与仿真[J].工矿自动化，2011（12）：60?63.
[9] 黄宗卫.基于Matlab的数字滤波器的设计[J].船舶电子对抗，2011，32（1）：116?120.
[10] 江健康.基于Verilog HDL的FIR数字滤波器设计与仿真[J].微计算机信息，2007，23（3）：206?207.
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