デジタルフィルタの仕様 |
![]() 前回はIIRフィルタでしたが、今回はFIR(Finite Impulse Response)フィルタを1個、FPGAに組み込みます。以下にその仕様を示します。
![]() IIRに比べてFIRフィルタは急峻なカットオフ特性や深い減衰率を持ちます(高性能)。しかし次数が100を越えてくることが多く、データを保持するRAMや係数を保持するROMが必要になり、回路は大規模になります。 ![]() FIRフィルタは以下のようにN個の乗算器と遅延器からなります。乗算器の数Nを一般的に「次数」または「タップ数」と呼び、それはFIRフィルタの性能を大きく左右します。
![]() 今回のFIRフィルタは400次(400タップ)なので、乗算器は400個必要です。しかし現実的に400個の乗算器を用意することは困難であるため、普通は1個の乗算器を時分割で使用してFIRフィルタを構成します。1サンプリング周期(1/12kHz)に400回の積和演算が必要ですが、マスタークロックが48MHzなので十分間に合います。 ![]() 遅延器としてよく用いられるのはDF/F(D型フリップフロップ)ですが、今回はデータが16ビット、タップ数が400なので16x400=6,400個のDF/Fが必要になります。しかし、ここにあるようにフリップフロップは4,896個しかありません。したがってRAMを使って遅延器を構成します。 ![]() 上図のh[0], h[1], h[2], ... h[N-1]は係数で、これらはROMに格納します。 (*)VHDLではROMのように記述するが、論理合成するとRAMまたはロジックに割り当てられる。
|