
目前,FIR滤波器的硬件实现有以下几种方式:
1.1、数字集成电路FIR滤波器
一种是使用单片通用数字滤波器集成电路,这种电路使用简单,但是由于字长和阶数的规格较少,不易完全满足实际需要。虽然可采用多片扩展来满足要求,但会增加体积和功耗,因而在实际应用中受到限制。
1.2、DSP芯片FIR滤波器
另一种是使用DSP芯片。DSP芯片有专用的数字信号处理函数可调用,实现FIR滤波器相对简单,但是由于程序顺序执行,速度受到限制。而且,就是同一公司的不同系统的DSP芯片,其编程指令也会有所不同,开发周期较长。
1.3、可编程FIR滤波器
还有一种是使用可编程逻辑器件,FPGA/CPLD。FPGA有着规整的内部逻辑块整列和丰富的连线资源,特别适合用于细粒度和高并行度结构的FIR滤波器的实现,相对于串行运算主导的通用DSP芯片来说,并行性和可扩展性都更好。
带有常系数的FIR滤波器是一种LTI数字滤波器。z阶或者长度为z的∏R输出对应于输入时间序列x[n]的关系由一种有限卷积数量形式给出,具体形式如下:
其中从f[0]≠0—直到f[L-1]≠0均是滤波器的z阶的系数,同时也对应于ΠR的脉冲响应。对于LTI系统可以更为方便地将(3,2)表示成z域内的形式:
其中F(z)是FIR的传递函数,其z域内的形式如下:
图1给出了z阶LTI型FIR滤波器的图解。可以看出,ΠR滤波器是由一个“抽头延迟线”加法器和乘法器的集合构成的。传给每个乘法器的操作数就是一个FIR系数,显然也可以称作“抽头权重”。过去也有人将FIR滤波器称为“横向滤波器”,就是说它的“抽头延迟线”结构。
图1 直接形式的FIR滤波器