matlab 去除直流分量,FPGA中截位导致的直流分量如何去除？

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matlab 去除直流分量,FPGA中截位导致的直流分量如何去除？

在用FPGA做算法时，由于FPGA中一般都是使用定点数据，因此经常需要移位操作。比如一个16bit的信号经过滤波器后，由于滤波器的增益，输出结果肯定不是16bit，如果我们想保持输入输出的位宽是一致的，那就必须要进行移位。

我们常用的移位方式就是直接截取固定位，我们以DDC为例，假设输入信号是16bit的有符号数，NCO的位宽也是16bit有符号数，两个信号相乘后，就是一个32bit的有符号数。我们在之前的文章中讲到过，如果两个有符号数相乘，只有两个数同时为最小负数时，相乘结果的位宽才是两个数位宽的和。在这里，就是只要当两个乘数都是-32768时，输出结果位宽才是32bit，其他情况，输出结果的高两位都是符号位。我们只取1位即可。

因此，如果我们想输出16bit的数据，而且我们可以保证输入的数据不是满量程的，那么我们直接截取[30:15]位即可。但这样的话，跟floor的效果是一样的，即向下取整，会导致直流分量。如何避免这个问题呢？我们在截位时，可以使用round(即四舍五入)的方式。

首先来看在Verilog中如何进行round截位，假设相乘的结果是mul，那我们可以采用如下方式进行截位：

assign cbit = mul[31]?(mul[14] & (|mul[13:0])):mul[14];

assign mul_round = mul[30:15] + cbit;

如果是在System Generator中，这个问题就更简单了。可以采用如下方式：

image-20201220205451955

其中，round模式可以直接在Shift3中选择：

image-20201220205531427

这里多补充一点，使用System Generator完成常规的信号处理，确实是非常的好用，而且验证起来也很简单。