接上文  基於Quartus II和MATLAB的FIR濾波器設計與仿真(一)：

3  QuartusII 調用 IP 核生成 FIR 濾波器模塊

在 Quartus II 中， Altera 提供了一系列可供用戶免費使用的 IP 核， FIR濾波器就包含其中，所以只需要在 Quartus II 中調用 FIR 濾波器 IP 核，導入在 2.1 生成的濾波器系數並設置端口性質即可生成 FIR 濾波器模塊。調用 FIR濾波器 IP 核的設置過程如下圖所示：

點擊 step1

接着點擊step2，勾選所有選項即可，也可不勾選。最后點擊step3 generate 生成模塊。

注意：1.在導入濾波器系數時，要檢查系數文件.txt文件的格式，Quartus II 9.0只支持一行只有一個數據，並且最后沒有分號；2.如果點擊step3  generate后進度條卡住不動可以嘗試打開任務管理器找到“quartus_map”或者類似的任務項然后結束任務即可。

由於在 2.1 中對濾波器系數和輸入信號的值進行了 12 位量化處理，所以把濾波器的系數和輸入數據位寬設置為 12，如圖設置完參數后即可生成濾波器模塊，生成的濾波器模塊如下圖所示：

其中 ast_sink_data[11..0]和 ast_source_data[21..0]分別表示數據輸入端口與數據輸出端口， clk 為輸入時鍾信號端口。    4 Quartus II 仿真 FIR 濾波器

4.1 生成一個 ROM 模塊存儲輸入數據

本文需要在 Quartus II 中導入 2.2 在 MATLAB 中生成的濾波器輸入信號作為仿真的數據輸入，所以需要調用 IP 核生成一個 ROM 模塊存儲導入的輸入數據，再連接 ROM 模塊和 FIR 濾波器模塊進行仿真。在調用 ROM 模塊之前首先需要導入輸入數據保存為.mif 文件，之后再在調用 IP 核時加載.mif 文件把輸入數據存入 ROM 中，相當於調用ROM生成一個正弦信號發生器，生成過程如下圖所示：

首先新建一個文件保存為.mif 文件：

圖中 address[6..0]為地址輸入端口， clock 為時鍾輸入端口， q[11..0]為數據輸出端口，輸出存在 ROM 中的數據 。

4.2 Quartus II 仿真與 MATLAB 繪圖

Quartus II 中可以通過建立一個.vwf 文件作為輸入激勵做時序仿真。本文也以這種形式利用 Quartus II 仿真。首先我們連接以上建立的兩個模塊，連接成為一個完整的濾波器。 系統連接圖如下所示：

圖 12 中端口 q[11,,0]作用在於測試 ROM 輸出的數據是否與導入的輸入數據一致。 Quartus II 中仿真的波形如下圖所示：

經過核對， q[11..0]輸出的數據與 MATLAB 中產生的輸入數據是一致的，證明ROM 模塊是無誤的。從圖 13 中我們也可以看出， 該 FIR 濾波器也會有一段時間的延時，這與 MATLAB 中的仿真結果是一致的。由於 Quartus II 中只能顯示低電平和高電平，無法繪制正弦函數波形，所以本文選擇將波形文件中的輸出數據導出到 MATLAB 中繪圖觀察結果。在MATLAB 中繪制的圖如下所示：

由圖我們就可以看到橫坐標 0-29 對應的是 FIR 濾波器的延時，是正常的，而橫坐標 29-46 對應的波形是失真的波形，失真原因還有待深入研究， 橫坐標46 之后對應的波形則與 MATLAB 仿真波形一致，是正確的，並且在濾波之后的信號中還存在 1000Hz 附近頻率的噪聲。仿真結果表明，該設計整體式可行的，主要存在的問題就是正確輸出之前

的一段輸出失真原因有待深入研究，在取輸出信號時也要注意處理這段失真波形。

注意：1.由於數據量不大，我是直接將Quartus II中的輸出數據手動輸入到MATLAB中建立一個新的變量然后繪圖的，直接導入數據到MATLAB中網上也有教程，但由於采樣點數的不同可能導致繪制的圖和MATLAB中原來繪制的輸入波形不好對比頻率。

2.注意到在輸出波形的前面一段有明顯的失真，經過驗證是因為我輸入和輸出都設置為了無符號變量，而實際輸出是有正有負的，所以導致出現了太大的數，后面我也改設成有符號數驗證過是無誤的，因為當時沒有截圖保存所以沒有上傳圖片，大家可以自行嘗試。