在你的MATLAB之外建立一个可写的工作文件夹®用于存储在完成教程工作时生成的文件的安装文件夹。教程说明假设您创建了该文件夹hdlfilter_tutorials
在驱动器C。
本节假设您熟悉MATLAB用户界面和过滤器设计器。下面的说明指导您通过使用filter Designer设计和创建一个基本FIR滤波器的过程:
启动MATLAB软件。
将当前文件夹设置为创建的文件夹为你的教程文件创建一个文件夹.
属性启动筛选器设计器filterDesigner
命令。出现过滤器设计和分析工具对话框。
在过滤器设计和分析工具对话框中,检查以下过滤器选项的设置:
选项 | 价值 |
---|---|
响应类型 | 低通滤波器 |
设计方法 | 冷杉Equiripple |
过滤器订单 | 最低订购量 |
选项 | 密度的因素:20. |
频率的规范 | 单位: Fs: 成就: Fstop: |
大小规格 | 单位: apas: Astop: |
这些设置用于筛选器为您创建的默认筛选器设计。如果您不需要更改过滤器,并且设计滤波器是灰色的,你可以跳过到数字转换过滤器.
如果您修改了步骤4中列出的选项,请单击设计滤波器.筛选器为指定设计创建筛选器,并在任务完成时在筛选器状态栏中显示以下消息。
设计滤波器……完成
有关使用筛选器设计器设计筛选器的更多信息,请参阅DSP系统工具箱™文档。
您必须为HDL代码生成量化滤波器。为了量化你的滤波器,
打开你创建的基本FIR滤波器设计在Filter Designer中设计一个FIR滤波器.
单击“设置量化参数”按钮在左侧工具栏中。筛选器设计器显示过滤算法菜单在其对话框的下半部分。
选择定点
从过滤算法列表。然后选择指定所有
从过滤精度列表。Filter Designer在其对话框的下半部分显示量化参数的三个选项卡面板中的第一个。
使用量化选项来测试各种设置对量化滤波器的性能和准确性的影响。
量化参数设置如下:
选项卡 | 参数 | 设置 |
---|---|---|
系数 | 分子字长 | 16 |
Best-precision部分长度 | 选择 |
|
使用无符号表示 | 清除 |
|
缩放分子系数,充分利用整个动态范围 | 清除 |
|
输入/输出 | 输入单词长度 | 16 |
输入部分长度 | 15 |
|
输出字长 | 16 |
|
过滤器内部 | 舍入模式 | 地板上 |
溢出模式 | 饱和 |
|
Accum.字长 | 40 |
点击应用.
有关使用筛选器量化筛选器的更多信息,请参见DSP系统工具箱文档。
量化过滤器后,就可以配置编码器选项并为过滤器生成VHDL代码了。本节指导您通过启动Filter Design HDL Coder™UI,设置选项,并生成基本FIR滤波器的VHDL代码和测试工作台在Filter Designer中设计一个FIR滤波器和数字转换过滤器.
通过选择开始Filter Design HDL Coder UI目标>产生高密度脂蛋白在“筛选器设计器”对话框中。筛选器设计器显示“生成HDL”对话框。
找到Filter Design HDL Coder在线帮助。
在MATLAB窗口中,单击帮助按钮或单击帮助>产品帮助.
在内容面板的帮助浏览器,选择滤波器设计HDL编码器条目。
最小化帮助浏览器。
在“生成HDL”对话框中,单击帮助按钮。会打开一个上下文相关的小帮助窗口。窗口显示对话框的相关信息。
关闭帮助窗口。
将光标放在文件夹中的标签或文本框目标窗格中的“生成HDL”对话框,然后右键单击。一个这是什么?按钮出现。
点击这是什么?上下文相关的帮助窗口显示描述文件夹选择。配置生成的HDL代码的内容和样式,在工作时使用上下文敏感的帮助来获得更多信息。每个选项都有一个帮助主题。
在的名字网页的文本框目标窗格中,将默认名称替换为basicfir
.这个选项命名VHDL实体和包含过滤器VHDL代码的文件。
选择全局设置选项卡。然后选择一般选项卡的附加的设置部分的UI。类型教程-基本FIR滤波器
在评论标题文本框中。编码人员将注释添加到生成的每个文件的头注释块的末尾。
选择港口选项卡的附加的设置部分的UI。
更改输入和输出端口的名称。在输入端口文本框、替换filter_in
与data_in
.在输出端口文本框、替换filter_out
与data_out
.
的复选框添加输入寄存器选择。的港口窗格现在看起来如下所示。
单击试验台选项卡中的生成HDL对话框。在文件名称文本框中,将默认名称替换为basicfir_tb
.此选项为生成的测试工作台文件命名。
点击生成启动代码生成过程。
编码器显示消息在MATLAB命令窗口,因为它生成过滤器和测试工作台VHDL文件:
###生成:C:\hdlfilter_tutorials\hdlsrc\basicfir。vhd ### start generation of basicfir VHDL entity ### start generation of basicfir VHDL architecture ### HDL latency is 2 samples ### Successful completion of VHDL code generation process for filter:3429个样本长度。###生成测试平台:C:\hdlfilter_tutorials\hdlsrc\basicfir_tb。vhd ###请稍等…完成VHDL测试平台的生成
如消息所示,编码人员创建文件夹hdlsrc
在当前工作文件夹下放置文件basicfir.vhd
和basicfir_tb.vhd
在那个文件夹。
注意,这些消息包含了指向生成的代码和测试工作台文件的超链接。通过单击这些超链接,可以直接在MATLAB编辑器中打开代码文件。
生成的VHDL代码具有以下特点:
硬件描述语言(VHDL)实体命名basicfir
.
当复位信号处于高电平(1)时使用异步复位的寄存器。
端口名称如下:
硬件描述语言(VHDL)端口 | 的名字 |
---|---|
输入 | data_in |
输出 | data_out |
时钟输入 | clk |
时钟允许输入 | clk_enable |
复位输入 | 重置 |
处理过滤器输出的额外寄存器。
时钟输入、时钟使能输入和复位端口的类型STD_LOGIC
数据输入和输出端口是有类型的STD_LOGIC_VECTOR
.
系数是命名多项式系数
,在那里n
n
是系数number,从1开始。
当0连接时使用类型安全表示:' 0 ' & ' 0 '
...
寄存器是由语句生成的ELSIF clk'event AND clk='1' THEN
而不是rising_edge
函数。
后缀“_process”
附加到进程名。
生成的测试平台:
是一个便携式VHDL文件。
强制时钟,时钟使能,和复位输入信号。
强制时钟使输入信号活跃高。
驱动时钟输入信号高(1)为5纳秒,低(0)为5纳秒。
强制复位信号两个周期加上2纳秒的保持时间。
对数据输入信号应用2纳秒的保持时间。
对于FIR滤波器,应用脉冲、阶跃、斜坡、啁啾和白噪声刺激类型。
完成代码生成后,单击关闭关闭“生成HDL”对话框。
通过打开和浏览文件来熟悉生成的VHDL代码basicfir.vhd
在ASCII或HDL模拟器编辑器中。
打开生成的VHDL过滤器文件basicfir.vhd
.
搜索basicfir
.这一行标识VHDL模块,使用为的名字选项目标窗格。参见步骤5配置和生成VHDL代码.
搜索教程
.此部分是编码员放置您为评论标题选择。参见步骤10配置和生成VHDL代码.
搜索HDL代码
.此部分列出了您修改过的编码器选项配置和生成VHDL代码.
搜索过滤器设置
.此部分描述您在中指定的过滤器设计和量化设置在Filter Designer中设计一个FIR滤波器和数字转换过滤器.
搜索实体
.这一行命名VHDL实体,使用您为的名字选项目标窗格。参见步骤5配置和生成VHDL代码.
搜索港口
.这港口
声明定义了时钟、时钟使能、重置以及数据输入和输出端口。clock、clock enable和reset信号的端口使用默认字符向量命名。数据输入和输出的端口按照您在输入端口和输出端口选项港口选项卡的生成HDL对话框。参见步骤12配置和生成VHDL代码.
搜索常量
.本节定义系数。它们使用默认命名方案命名,多项式系数
,在那里n
n
是系数number,从1开始。
搜索信号
.这部分代码定义了过滤器的信号。
搜索过程
.的过程
块名称Delay_Pipeline_process
包括默认过程
块后缀“_process”
.
搜索如果重置
.这段代码断言复位信号。缺省值是active high(1)。还要注意过程
块应用默认异步复位风格时生成VHDL代码寄存器。
搜索ELSIF
.当过滤器在寄存器上运行时,此代码检查上升边。默认的ELSIF clk 'event
语句,而不是可选的rising_edge
函数。
搜索Output_Register
.这部分代码将筛选器数据写入输出寄存器。默认情况下会生成此寄存器的代码。在第13步配置和生成VHDL代码,你通过了添加输入寄存器选择,却留下了添加输出寄存器选中。还要注意过程
块名称Output_Register_process
包括默认过程
块后缀“_process”
.
搜索data_out
.这部分代码驱动过滤器的输出数据。
本节解释如何验证生成的VHDL代码的基本FIR滤波器与生成的VHDL测试台。本教程使用导师图形®ModelSim®软件作为工具编译和模拟的VHDL代码。您也可以使用其他VHDL仿真工具包。
要验证过滤器代码,请完成以下步骤:
开始你的导师图形ModelSim模拟器。
将当前文件夹设置为包含生成的VHDL文件的文件夹。例如:
如果需要,创建一个设计库来存储已编译的VHDL实体、包、架构和配置。在导师图形ModelSim控件创建设计库vlib
命令。
编译生成的过滤器和测试台VHDL文件。在导师图形ModelSim模拟器,你用VHDL编译的代码威科姆公司
命令。以下命令编译过滤器和过滤器测试台的VHDL代码。
威科姆公司basicfir。vhd威科姆公司basicfir_tb.vhd
下面的屏幕显示显示了此命令序列和编译期间显示的信息消息。
加载模拟测试台。加载测试台的过程取决于您使用的模拟器。在导师图形ModelSim模拟器,您加载用于模拟的测试台vsim
命令。例如:
vsim work.basicfir_tb
下图是加载结果work.basicfir_tb
与vsim
命令。
打开一个显示窗口,以便在测试台架运行时监视模拟。在导师图形ModelSim模拟器,使用以下命令打开波窗口和查看结果的模拟HDL波形。
以下波窗口显示。
要开始运行仿真,请为您的仿真器发出start simulation命令。例如,在导师图形ModelSim模拟器,可以用运行
命令。
下面的显示显示运行-
命令用于启动模拟。
当您的测试台模拟运行时,请注意错误消息。如果出现错误信息,解释它们,因为它们与您的过滤器设计和您所选择的HDL代码生成选项有关。根据您在生成过滤器VHDL代码时指定的自定义确定是否期望得到结果。
以下波窗口以HDL波形显示仿真结果。