fir濾波器廣泛應用於數字訊號處理中，主要功能就是將不感興趣的訊號濾除，留下有用訊號。fir濾波器是全零點結構，系統永遠穩定；並且具有線性相位的特徵，在有效頻率範圍內所有訊號相位上不失真。在無線通訊收發機中的ddc/duc模組，抽取和內插都需要加入濾波器以防止訊號在頻譜上混疊，最典型的是採用fir濾波器實現半帶濾波器。
fir濾波處理如下式所示，其中x(n)為輸入訊號，h(n)為fir濾波係數，y(n)為經過濾波後的訊號；n表示fir濾波器的抽頭數，濾波器階數為n-1。
由上式可得到fir濾波器在fpga中的實現結構，如圖1所示，主要由延遲單元z-1、乘法器和累加器組成。此結構為直接型fir濾波器結構，也稱橫向結構(transverse)。
設計fir濾波器的方法有多種，其中matlab軟體提供了很多關於濾波器設計的工具箱，fdatool就是乙個很好的工具，如圖2所示就是fdatool的介面，可以在matlab的command視窗中直接輸入fdatool命令來呼叫。
圖2濾波器的設計首先需要設定的引數：
(1) response type：選擇fir濾波器的型別：低通、高通、帶通和帶阻等。如圖3所示為lowpass中的下拉選項，在ddc/duc模組設計中，抽取和內插需要使用halfband lowpass型別，而channel filter需要使用raised-cosine型別。
圖3(2) design method：fir濾波器設計方法有多種，如圖4所示，最常用的是窗函式設計法(window)、等波紋設計法(equiripple)和最小二乘法(least-squares)等。其中窗函式設計法在學校課堂中是重點講解的，提到fir濾波器肯定會想到hamming、kaiser窗，但是實際應用中卻很少使用，因為如果採用窗函式設計法，達到所期望的頻率響應，與其它方法相比往往階數會更多；而且窗函式設計法一般只參照通頻帶wp、抑制頻帶ws和理想增益來設計濾波器，但是實際應用中通頻帶和抑制帶的波紋也是需要考慮的，那在這種情況下，採用等波紋設計法就非常適用了。
圖4(3) filter order：設定濾波器的階數，這個選項直接影響濾波器的效能，階數越高，效能越好，但是相應在fpga實現耗用的資源需要增多。在這個設定中提供2個選項：specify order和minimum order，specify order是工程師自己確定濾波器的階數，minimum order是讓工具自動確定達到期望的頻率相應所需要的最小階數，因此具體選擇哪個選項得視實際情況而定了。
圖5(4) frequency specification：設定頻率響應的引數，包括取樣頻率fs、通帶頻率fpass和阻帶頻率fstop。
圖6引數設定完成後，fdatool就會分析並且生成濾波係數，如圖7所示，可以得到濾波器的頻率相應曲線，並且可以通過file->export匯出濾波係數，如圖8所示。
圖7圖8為了快速驗證fir濾波器的fpga實現，使用xilinx的system generator工具，如圖9所示為fir濾波器的驗證模型，其中通過gateway in和gateway out模組分隔matlab simulink模組和xilinx fpga模組，matlab simulink模組用於產生測試源，接收並顯示濾波後波形。還有system generator token用於生成xilinx fpga模組的hdl**。
圖9其中fir compiler 5.0模組的引數設定如圖10所示，濾波係數直接呼叫fdatool生成的濾波係數equ_coe，輸出為全精度資料。
圖10得到輸出結果如圖11所示，上邊圖為輸入原波形，由兩個頻率分量的正弦波疊加而成，頻率分別為2mhz和100mhz，經過fir濾波之後，100mhz頻率分量被濾除。
圖11參考：
FIR濾波器與IIR濾波器
有限長單位衝激響應濾波器，又稱為非遞迴型濾波器 特點 fir濾波器的最主要的特點是沒有反饋迴路，穩定性強，故不存在不穩定的問題 fir具有嚴格的線性相位，幅度特性隨意設定的同時，保證精確的線性相位 fir設計方式是線性的，硬體容易實現 fir相對iir濾波器而言，相同效能指標時，階次較高，對cpu的...
濾波器的基礎知識
1.濾波器的種類 1.1 按濾波特性分 1.2 按有源無源分 1.3 2.濾波器的主要引數 2.1 中心頻率 center frequency 2.2 截止頻率 cutoff frequency 2.3 通帶寬度 bandwidth 2.4 插入損耗 2.5 帶內波動 2.6 帶內駐波比 2.7 回...
FIR濾波器設計
fir濾波器的優越性 相位對應為嚴格的線性，不存在延遲失真，僅僅有固定的時間延遲 因為不存在穩定性問題，設計相對簡單 僅僅包括實數演算法，不涉及複數演算法，不須要遞推運算，長度為m，階數為m 1，計算值約為m 2。關於fir濾波器的幅頻特性和相頻特性。在人們不關心相位時，能夠讓幅頻特性常為正，原來為...