MATLAB中Filter Designer的使用以及XILINX Coefficient(.coe)File的导出

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Filter Designer的打开

打开Filter Designer：

方法一：命令行中输入Filter Designer，再回车打开。

方法二：APP中调用Filter Designer打开。

滤波器参数设置

界面的多种滤波器设置选项：

根据设计需求设置滤波器参数：

具体界面介绍参看此文章：MATLAB滤波器设计fdatool（filterDesigner）工具箱使用

生成matlab代码

如需要生成MATLAB，配置后可以生成matlab函数在matlab中进行滤波处理。

具体方式为：可以使用File>Generate MATLAB Code生成 MATLAB 代码:有三种生成方式。

1. 利用Filter Design Function (with System Objects)生成的matlab程序

   这种方式仅生成了系数，系数文件用保存的名字来表示，进行滤波时采用filter函数进行滤波。

2. 利用Data Filtering Function (with System Objects)生成的matlab程序

   这种方式生成了一个函数，进行滤波时直接调用该函数进行滤波。

多种滤波器的配置界面说明以及生成代码的区别参看：https://blog.csdn.net/QUACK_G/article/details/124433102

生成XILINX Coefficient(.COE) File

在Targets -> XILINX Coefficient(.coe)File进行导出。.coe文件的格式如下：

Radix = RADIX;

Coefficient_Width = COEFFICIENT_WIDTH;

CoefData = VECTOR;

RADIX为数据进制类型，包括十进制、二进制、十六进制。

COEFFICIENT_WIDTH为数据对应的二进制位宽。

VECTOR为数据，数据以"，“为间隔进行分开，最后以”; "结尾。

导出时提示错误：Your flter must be a fixed-point single-section, direct-form FIR flter to generate a XILINX cofficient (.COE) file.

解决办法：设置Filter arithmetic为Fixed-point（定点，由于有些FPGA中是不能直接对浮点数进行操作的，只能采用定点数进行数值运算，所以在导出前要将滤波器的系数配置为定点数，利用设置量化参数（Set Quantization Parameters ）将系数改为定点数即可。

关于FPGA定点数的介绍参考文章：FPGA浮点小数与定点小数的换算及应用

按照上图的系数是以定点十六进制表示的，每个数据长度为16位（由Numerator word length决定），其为实际浮点数据左移16位（由Numerator frac. length决定，需要注意的是在未勾选Best-precision fraction lengths时输出的coe文件仍然按照Numerator frac. length进行量化的，所以建议不勾选Best-precision fraction lengths，进而设置Numerator frac. length）得到，例如实际浮点数据第一个系数为0.002，定点表示为0x0081（(int)0.002* 2 ^ 16 = 131 = 0x0081，即0.001左移16位）。

实际浮点数的导出

点击File —> Export导出滤波器系数到matlab的工作区workspace，快捷键Ctrl+E，这种方式导出的是实际浮点数据。

参考使用fdatool生成Xilinx中FIR滤波器IP核的系数

官方使用教程

Using Filter Designer - MATLAB & Simulink - MathWorks 中国