MATLAB到vivado--fir

MATLAB到vivado--fir
1、MTLAB在APP中选择filter design
2、点击左下角的Set quantization parameter，设置Filter
arithmetic为Fixed-point（定点数）浮点数x=0.5，定标Q=15【16bit signed】，则定点数xq=
L0.532768J=16384，式中LJ表示下取整。

反之，一个用Q=15表示的定点数16384，其浮点数为163842-15
=16384/32768=0.5。

浮点数转换为定点数时，为了降低截尾误差，在取整前可以先加上0.5。

Q和S表示方法，如下表所示。

Q表示 S表示十进制表示范围 Q15 S0.15 -1≤x≤0.9999695 Q14 S1.14 -2≤x≤1.9999390
Q13 S2.13 -4≤x≤3.9998779 Q12 S3.12 -8≤x≤7.9997559 Q11 S4.11 -16≤
x≤15.9995117 Q10 S5.10 -32≤x≤31.9990234 Q9 S6.9 -64≤x≤63.9980469
Q8 S7.8 -128≤x≤127.9960938 Q7 S8.7 -256≤x≤255.9921875 Q6 S9.6 -51
2≤x≤511.9804375 Q5 S10.5 -1024≤x≤1023.96875 Q4 S11.4 -2048≤x≤2047
.9375 Q3 S12.3 -4096≤x≤4095.875 Q2 S13.2 -8192≤x≤8191.75 Q1 S14.1
-16384≤x≤16383.5 Q0 S15.0 -32768≤x≤32767x表示实际的数（一个浮点数）， q表示它的Qn
型定点小数（一个整数）。

q = (int) (x 2^n)x = (float)q/2^n3、点击左下角的Design fil
ter，进入滤波器参数设置页面，在其中设置采样频率（Fs）、通带频率（Fpass）、阻带频率（Fstop）、通带衰减（Apass）以及阻带衰减（Astop）等参数，并点击最下面的“Design Filter”按钮生成滤波器系数：【幅频特性曲线中阻带按余弦形式缓
慢下降的程度：滚降系数】4、Targets —> XILINXCoefficient(.COE) File导出coe文件，此文件中
的系数是以定点十六进制表示的，每个数据长度为16位（由Numerator word length决定），其为实际浮点数据左移17位（由Numerator frac. length决定）得到，例如实际浮点数据第一个系数为0.001，定点表示为0x0081（(in
t)0.001 2 ^ 17 = 131 = 0x0081，即0.001左移17位=Q17）5、Xilinx fir输出位宽O
utputWidth=coefwidth+inputwidth+ceil(log2(Tap)) （）比如，这里coefwidth
=12, inputwidth=12, Tap是滤波器的阶数，ceil是向上取整。

如果阶数为48，最接近48的2^n为64，那么，
（）式最后一项即为6，那么输出位宽即为30。

如何截位？首先，应该求出输出的最大值，Max（output）=Max（input）
sum（abs（coef））（a）这样保证不溢出，求得输出的最大值，化为二进制当然是补码了，即可确定输出最大位宽，系数和输入都是有符号二进制补码表示，那么高两位都是符号位，从次高位向下截取（a）式所确定的位宽，但这时所得位宽仍较大，实际上由于ad 量化噪声引起
的部分还可以去除，使得最终位宽仍可进一步减小。

但目标是大信号不溢出，小信号不损失。

6、fir的IP核生成Filter Option s选项卡Filter Coefficient中Select Source选中COE File，点击Browse按钮，添加.coe文
件路径后Vivado自动将滤波器系数导入IP核中，Filter Specialization中Filter Type选择单速率型（
Single Rate），抽取型（Decimation）和插值型（Interpolation）常用于特殊场合，抽取型一般多用于数字前端下变频抽取样值降低AD采样速率，插值型用于常用于提高采样速率，，这里我们选择Single Rate即可Channel Spec ialization选项卡由于只使用一个通道，因此交织通道序列
（Channel Sequence）选择Basic，通道数（Numb
er of Channels）为1；板卡硬件过采样初始化（Hardware Oversampling Specialization
中，输入该滤波器数据的采样速率（Input Sampling Frequency）为100MHz，IP核的工作时钟频率（Clock
Frequency）为100MHz（即板卡时钟）Implementation选项卡导入系数后Vivado会根据导入的系数自动识别
是何种类型的滤波器，根据滤波器的特点对FIR滤波器结构做性能优化，比如导入的是HalfBand Filter，Coefficien
t Structure中会出现Half Band一栏，在Coefficient Structure 选项卡中会出现软件识别出的滤波器
类型，这里软件识别为Inferred，我们也可设置为其他类型为使输出数据位宽位32，Output Rounding Modes（输
出舍入模式）选择Truncate LSBs（截断最低有效位），这里我们保留了高32位，舍弃了低四位，若选择Full Precision（全精度输出），则输出数据位宽位36位Detailed Implementation和Interface选项卡Detailed Implementation和Interface选项按默认设置就可以。