Cheatsheet: Thiết kế DSP trên FPGA: triển khai bộ lọc thời gian thực
Từ đặc tả bộ lọc số đến triển khai nhúng thời gian thực trên FPGA. Tra cứu nhanh theo từng module.
Bảng tra nhanh toàn khóa
| Giai đoạn | Câu hỏi cốt lõi | Công cụ | Đầu ra |
|---|---|---|---|
| Đặc tả (1.1) | Thông dải, thông chắn, gợn sóng, tần số lấy mẫu? | Giấy bút, chuẩn hóa $f_s$ | Bộ tham số số |
| Thiết kế FIR (1.2) | Đối xứng? Độ dài N? Cửa sổ hay PM? | firwin, remez |
Hệ số $h[n]$ |
| Thiết kế IIR (1.3) | Bậc, loại (Butterworth/Chebyshev), tần số tiền biến đổi? | butter, iirfilter |
Hệ số $b$, $a$ |
| Mô phỏng + lượng tử (2.1) | Đáp ứng đạt đặc tả? Bao nhiêu bit? | freqz, sosfilt, fixed-point |
Hệ số Q-format |
| Kiến trúc (2.2) | Throughput? Tài nguyên? | Pipeline, song song | Sơ đồ khối |
| Triển khai (2.3) | Verilog mô tả đúng? Testbench khớp? | Verilog, testbench | Bitstream |
| Checkpoint (1.4, 2.4) | Đạt đặc tả trên phần cứng? | Đo, so sánh | Báo cáo |
Module 1.1: Đặc tả thiết kế và nền tảng DSP
Chuẩn hóa tần số
- Tần số số (digital frequency): $\omega = 2\pi f / f_s$ (rad/mẫu), hoặc $f/f_s$ (chu kỳ/mẫu).
- Nyquist: chỉ có nghĩa khi $0 \le f \le f_s/2$. Mọi đặc tả phải nằm dưới $f_s/2$.
- Thông dải (passband) $[0, f_p]$, chuyển tiếp (transition) $[f_p, f_s]$, thông chắn (stopband) $[f_s, f_s/2]$.
Bộ tham số đặc tả chuẩn
| Ký hiệu | Ý nghĩa | Đơn vị thường dùng |
|---|---|---|
| $f_s$ | Tần số lấy mẫu (sampling frequency) | Hz |
| $f_p$ | Biên thông dải (passband edge) | Hz |
| $f_{st}$ | Biên thông chắn (stopband edge) | Hz |
| $\delta_p$ | Gợn thông dải (passband ripple) | tuyến tính |
| $\delta_s$ | Gợn thông chắn (stopband ripple) | tuyến tính |
| $A_p$ | Gợn thông dải | dB: $20\log_{10}(1+\delta_p)$ |
| $A_s$ | Suy giảm thông chắn | dB: $-20\log_{10}(\delta_s)$ |
| $\Delta f$ | Độ rộng chuyển tiếp | Hz: $f_{st}-f_p$ |
Quy đổi dB
- $A_p = 20\log_{10}\dfrac{1+\delta_p}{1-\delta_p}$ (gợn đỉnh-đỉnh).
- $\delta_s = 10^{-A_s/20}$.
- Độ rộng chuyển tiếp chuẩn hóa: $\Delta\omega = 2\pi(f_{st}-f_p)/f_s$.
This cheatsheet is premium content. Sign in and purchase the course to view the full content. Sign in