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龍圖騰網(wǎng)獲悉杭州電子科技大學(xué)申請(qǐng)的專利一種乘法優(yōu)化的低通FIR濾波器實(shí)現(xiàn)方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN114744982B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-06發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202210497553.7，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H03H17/06；該發(fā)明授權(quán)一種乘法優(yōu)化的低通FIR濾波器實(shí)現(xiàn)方法是由黃繼業(yè);謝輝;董哲康;楊宇翔;何志偉設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-05-09向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種乘法優(yōu)化的低通FIR濾波器實(shí)現(xiàn)方法在說(shuō)明書摘要公布了：本發(fā)明公開(kāi)了一種乘法優(yōu)化的低通FIR濾波器實(shí)現(xiàn)方法，包括初始計(jì)算單元、通用計(jì)算單元和求和電路。以流水線形式級(jí)聯(lián)而成的N?1個(gè)電路結(jié)構(gòu)相似的通用計(jì)算單元N?1為濾波器階數(shù)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行延時(shí)和加法運(yùn)算，該計(jì)算單元的HDL代碼由腳本語(yǔ)言自動(dòng)生成；初始計(jì)算單元計(jì)算當(dāng)前輸入信號(hào)與第一項(xiàng)濾波器系數(shù)的乘積；求和電路對(duì)各級(jí)流水線的乘加結(jié)果進(jìn)行求和運(yùn)算。本發(fā)明以傳統(tǒng)直接I型FIR濾波器作為基礎(chǔ)，針對(duì)乘法電路進(jìn)行了輸入?yún)?shù)的位寬優(yōu)化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，只需增加少量寄存器，即可大大減小乘法電路的面積。經(jīng)15階低通FIR濾波器的FPGA驗(yàn)證，本發(fā)明雖增加了約4.45％的DFF資源消耗，但使得LUT資源消耗量減少了13.12％，達(dá)到了通過(guò)乘法優(yōu)化進(jìn)行面積優(yōu)化的目的。

本發(fā)明授權(quán)一種乘法優(yōu)化的低通FIR濾波器實(shí)現(xiàn)方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種乘法優(yōu)化的低通FIR濾波器實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，該方法實(shí)現(xiàn)的乘法優(yōu)化的低通FIR濾波器包括以流水線形式級(jí)聯(lián)而成的N-1個(gè)電路結(jié)構(gòu)相同的通用計(jì)算單元、初始計(jì)算單元以及求和電路，其中，N-1為濾波器階數(shù)；所述初始計(jì)算單元包括寄存器組REG0、寄存器組REG1和乘法器，其中，寄存器組REG0對(duì)當(dāng)前輸入信號(hào)進(jìn)行延時(shí)寄存，乘法器對(duì)當(dāng)前輸入信號(hào)和第一項(xiàng)濾波器系數(shù)進(jìn)行乘積運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果寄存至寄存器組REG1；所述通用計(jì)算單元包括寄存器組REG00、寄存器組REG11、加法器組和通用加法器，其中，寄存器組REG00對(duì)來(lái)自前級(jí)的輸入信號(hào)進(jìn)行延時(shí)，加法器組配合移位運(yùn)算和通用加法器進(jìn)行式1的計(jì)算：resi＝ai-ai-1*xn-i+resi-1，i∈[1,N-1]且i∈Z1res0為來(lái)自初始計(jì)算單元中寄存器組REG1的輸出數(shù)據(jù)，ai為預(yù)生成的第i個(gè)濾波器系數(shù)，xn為n時(shí)刻的輸入信號(hào)，需要說(shuō)明的是，res0由式2計(jì)算得到：res0＝a0*xn2寄存器組REG11對(duì)resi進(jìn)行數(shù)據(jù)寄存；通用加法器對(duì)本級(jí)通用計(jì)算單元中加法器組的輸出結(jié)果和初始計(jì)算單元的寄存器組REG1或前級(jí)通用計(jì)算單元的寄存器組REG11的值進(jìn)行求和；所述求和電路對(duì)N個(gè)計(jì)算單元中寄存器組REG1和寄存器組REG11所寄存的值進(jìn)行求和運(yùn)算，N個(gè)計(jì)算單元包括一個(gè)初始計(jì)算單元和N-1個(gè)通用計(jì)算單元；所述通用計(jì)算單元中的加法器組對(duì)相鄰兩項(xiàng)原始濾波器系數(shù)ai和ai-1進(jìn)行有符號(hào)減法運(yùn)算，獲取低數(shù)據(jù)位寬的系數(shù)差值ai-ai-1，并利用該加法器組，配合移位運(yùn)算，求得ai-ai-1*xn-i的值；所述通用計(jì)算單元具有相同的電路結(jié)構(gòu)，利用腳本語(yǔ)言自動(dòng)生成通用計(jì)算單元硬件邏輯電路所對(duì)應(yīng)的HDL代碼；所述利用腳本語(yǔ)言自動(dòng)生成通用計(jì)算單元硬件邏輯電路所對(duì)應(yīng)的HDL代碼，具體包括以下步驟：S10，利用MATLAB預(yù)先生成濾波器系數(shù)a0～aN-1，并進(jìn)行量化處理；S20，腳本語(yǔ)言讀取S10中生成的濾波器系數(shù)序列，進(jìn)行有符號(hào)數(shù)減法運(yùn)算ai-ai-1，其中i∈[1,N-1]且i∈Z，并判斷有符號(hào)差值序列的最大數(shù)據(jù)位寬，將其設(shè)為DW；S30，結(jié)合S10中a0、S20中有符號(hào)數(shù)ai-ai-1以及數(shù)據(jù)位寬DW，利用腳本語(yǔ)言自動(dòng)生成通用計(jì)算單元硬件邏輯電路所對(duì)應(yīng)的HDL代碼，具體功能為：以加法電路配合移位運(yùn)算，進(jìn)行表達(dá)式1的計(jì)算；S10中濾波器為階數(shù)為N-1，長(zhǎng)度為N的低通FIR濾波器，其系統(tǒng)差分方程如下： 令S1＝a0xn+[a1-a0]xn-1+…+[aN-2-aN-3]xn-N+2+[aN-1-aN-2]xn-N+1；令S2＝a0xn-N+1+…+aN-3xx-N+2+aN-2xn-N+1；故其系統(tǒng)差分方程可簡(jiǎn)化為式3：yn＝S1+S23。

如需購(gòu)買、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請(qǐng)人或?qū)＠麢?quán)人杭州電子科技大學(xué)，其通訊地址為：310018 浙江省杭州市下沙高教園區(qū)2號(hào)大街1號(hào)；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。