基于MATLAB的自适应滤波器设计与FPGA硬件实现

资 源 简 介

该项目利用MATLAB实现LMS和RLS自适应滤波算法，完成性能分析（收敛速度、稳态误差）并生成适用于XILINX FPGA的硬件代码，为信号处理提供高效解决方案。

详 情 说 明

基于MATLAB的自适应滤波器设计及FPGA硬件实现项目

项目介绍

本项目基于MATLAB平台实现了自适应滤波算法的完整开发流程，重点研究LMS（最小均方）和RLS（递归最小二乘）两种核心算法。项目不仅包含算法仿真与性能分析功能，还集成了FPGA硬件代码自动生成能力，支持从算法验证到硬件部署的全流程开发。通过本项目，用户可以快速设计、测试自适应滤波器，并生成可直接用于XILINX FPGA的硬件实现代码。

功能特性

• 双算法支持：完整实现LMS和RLS两种主流自适应滤波算法
• 多模态输入：支持.wav音频文件、.mat数据文件及实时信号输入
• 性能分析：提供收敛速度、稳态误差、信噪比改善等关键指标分析
• 硬件代码生成：自动生成优化后的Verilog/VHDL代码，适配XILINX FPGA平台
• 参数化配置：提供灵活的滤波器参数配置接口（阶数、步长、收敛阈值等）
• 测试信号生成：内置正弦波、方波、噪声信号等多种测试信号源

使用方法

1. 参数配置：在配置文件中设置滤波器类型、阶数、步长等参数
2. 信号输入：选择参考信号和期望信号的输入方式（文件或实时输入）
3. 算法执行：运行主程序进行滤波处理，观察实时收敛过程
4. 结果分析：查看滤波效果对比图、误差收敛曲线和信噪比改善指标
5. 代码生成：启动HDL代码生成模块，输出FPGA硬件描述文件
6. 资源评估：获取FPGA实现所需的逻辑资源和存储资源使用报告

系统要求

• MATLAB版本：R2018b或更高版本（需安装HDL Coder工具箱）
• FPGA开发工具：XILINX Vivado 2018.2或更高版本（用于代码综合）
• 操作系统：Windows 10/11 64位或Linux Ubuntu 18.04及以上
• 内存要求：至少8GB RAM（推荐16GB用于大型信号处理）

文件说明

主程序文件整合了项目的所有核心功能，包括自适应滤波算法的初始化与执行、信号数据的读取与预处理、不同算法模式的选择与参数配置、滤波效果的实时显示与性能分析图的绘制，以及硬件描述代码的自动生成与资源报告的输出。该文件通过模块化设计实现了从算法仿真到硬件代码生成的全流程自动化处理。