如何用matlab生成一個可編程FIR濾波器的硬件HDL代碼？

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概述

本文通過matlab自帶的工具箱生成一個可編程FIR濾波器的硬件HDL代碼，可生成VHDL或者Verilog HDL兩種類型的代碼。

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具體操作步驟

新建一個matlab的腳本，鍵入下面兩行代碼，這里是直接調(diào)用matlab已經(jīng)定義好的“dspprogfirhdl”模型，然后在simulink工具中打開該系統(tǒng)模型。

modelname = ‘dspprogfirhdl’;open_system（modelname）

運(yùn)行上面兩行代碼后，會打開simulink并出現(xiàn)下圖：

上圖就是“dspprogfirhdl”模型的結(jié)構(gòu)圖， 圖中Host Behavioral Model 是用來產(chǎn)生可編程FIR濾波器的系數(shù)（低通或者高通濾波器系數(shù)），Programmable FIR via Registers 是我們要生成的可編程濾波器模塊，F(xiàn)IR Behavioral 是一個行為級的參考模塊，它用來和可編程濾波器模塊做結(jié)果的比對。

雙擊上圖中的 Programmable FIR via Registers 模塊或者運(yùn)行如下腳本中：

systemname = ［modelname ‘/Programmable FIR via Registers’］;open_system（systemname）;

會出現(xiàn)下圖，這是programmable FIR via Registers模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：

上圖中coeffs_registers 是一個FIR 濾波器的系數(shù)寄存器，當(dāng)‘write_enable’ 信號拉高寫FIR的系數(shù)；當(dāng) ‘write_done’ 拉高，也就是寫完成時， shadow registers 才會更新一次FIR的濾波器系數(shù)，該模型生成的HDL代碼默認(rèn)是全并行的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，可根據(jù)需要改為串行流水結(jié)構(gòu)。

開始執(zhí)行仿真，以及查看仿真波形，執(zhí)行如下代碼；

sim（modelname）;open_system（［modelname ‘/Scope’］）;

會生成如下的仿真結(jié)果：

上圖中，filter_input是輸入的信號，ref_out和dut output是參考模型和dut的輸出結(jié)果，error是二者的結(jié)果比對情況。

也可以使用simulink工具中的 Logic Analyzer邏輯分析儀查看波形，點(diǎn)擊本文第一張圖中的wifi符號，如下圖：

最后會在 Logic Analyzer中生成如下的波形圖：

將filter濾波器輸入信號和輸出信號用模擬形式展開，如下圖：

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生成HDL代碼

下面通過兩種方式生成HDL代碼

方式一（腳本）：

腳本中鍵入如下代碼，生成HDL的dut代碼（默認(rèn)生成.vhd的代碼）：

workingdir = tempname;makehdl（systemname，‘TargetDirectory’，workingdir）;

matlab命令行窗口中出現(xiàn)如下圖，表示成功FIR濾波器的DUT代碼：

腳本中鍵入如下代碼，生成HDL的tb代碼：

makehdltb（systemname，‘TargetDirectory’，workingdir）;

matlab命令行窗口中出現(xiàn)如下圖，表示成功FIR濾波器的TB代碼：

方式二（界面）：

在下圖中雙擊箭頭所示部分，會出現(xiàn)configration配置界面（生成.v格式的代碼）：

出現(xiàn)下圖，按照如下圖操作1，2，3，然后點(diǎn)擊下方generate。

matlab的命令行出現(xiàn)下圖，表示成功生成FIR濾波器的DUT代碼：

在configuration中選取testbench然后點(diǎn)擊生成testbench即可。

matlab的命令行出現(xiàn)下圖，表示成功生成FIR濾波器的TB代碼：

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modelsim工具仿真

經(jīng)過matlab工具生成可編程的FIR濾波器HDL代碼后，在工作目錄中會有如下的文件（包括：仿真用的數(shù)據(jù).dat文件，dut和tb文件，run.do腳本）：

使用modelsim仿真后的結(jié)果如下：

原文標(biāo)題：matlab工具生成可編程FIR濾波器的HDL代碼

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責(zé)任編輯：haq