DNLMS滤波器的FPGA实现

通过图2的优化，对于8阶滤波器，乘法块的使用从24个减少到2个，计算速度将得到很大的提高。ω的迭代运算通过图3实现。

在顶层模块的设计中，加入了PLL模块和SignalComplier，根据各模块仿真周期，在PLL模块中设置好不同的周期，利用Simulink中的颜色标识采样频率的高低。顶层文件的设计如图4所示。

在顶层结构图中，子模块8为方程(9)的实现过程。

4 计算机仿真

为了充分模拟相关性较强的信号，在输入端加如下的信号源：

x(n)=0.99x(n-1)+v(n)

式中：v(n)为高斯白噪声；x(n)的初始值为500，具体的产生电路如图5所示。

信号产生波形以及加噪后的仿真波形如图6所示。

通过滤波器滤波的结果如图7所示。

在图7的信号依次为参考信号、加噪声信号、误差信号和滤波信号。滤波效果良好，对于强相关的信号，也有很好的滤波效果。通过QuartusⅡ编译，滤器器的速度为35.24 MHz，编译后生产如图8所示的块，它作为一个符号模块可供更高级系统设计时调用，通过对该块的修改和增加滤波器的阶数，可以实现对语音的回声消除。

5 结  语

自适应滤波器的研究是近年来研究的热门方向，在PFGA中实现高速的自适应滤波器的设计更是一个热点，在此采用DSP Builder系统建模的方法，在FPGA中实现了归一化LMS算法，实验结果表明：用DSPBuilder设计的8阶DNLMS算法比用底层的VHDL代码设计效率更高，灵活性更大，速度更快。同样比通用的DSP芯片设计的8阶NLMS滤波器处理速度快了20多倍。如果将8阶NLMS滤波器扩展到512阶或者1 024阶，可以很好地应用于自适应回声消除等很多自适应滤波的领域。故有一定的参考价值。