MICROCHIP 中值濾波器應用程式使用者指南
介紹
中值濾波器是一種非線性數位濾波器技術，通常用於消除類比訊號中的毛邊。
中值濾波器用於去除訊號中的雜訊。它形成一個N個（該IP支援N=5、7、9）個相鄰s的窗口amples 並找出這些 s 的中位數amp萊斯。
Examp萊斯：
- 如果 N = 9 且 {15, 13, 25, 18, 35, 46, 61, 26, 9} 是一組輸入 samples，則中位數為 25
- 如果 N = 7 且 {12, 11, 27, 19, 9, 6, 3} 是一組輸入 samples，則中位數為 11
- 如果 N = 5 且 {15, 15, 12, 11, 10} 是一組輸入 samples，則中位數為 12
概括下表提供了中值濾波器特性的摘要。
表 1. 中值濾波器特性
| 核心版本 | 本文檔適用於中值濾波器 v4.2。 |
| 支援設備家庭 |
|
| 支援 工具 流動 | 需要 Libero® SoC v11.8 或更高版本。 |
| 授權 | 為核心提供完整的加密RTL程式碼，使核心能夠透過SmartDesign實例化。模擬、綜合和佈局均使用 Libero 軟體執行。中值濾波器已獲得加密 RTL 許可，必須單獨購買。有關更多信息，請參閱 中值濾波器. |
特徵
中值濾波器具有以下主要特點：
- 尋找一組輸入 s 的中位數amp萊斯
- 視窗大小可調（5、7 和 9）
在 Libero Design Suite 中實現 IP 核
IP 核必須安裝到 Libero SoC 軟體的 IP 目錄中。這是透過 Libero SoC 軟體中的 IP 目錄更新功能自動完成的，或從目錄中手動下載 IP 核。一旦 IP 核心安裝在 Libero SoC 軟體 IP 目錄中，該核心就會在 SmartDesign 工具中進行設定、產生和實例化，以便包含在 Libero 專案清單中。
設備利用率和性能
下表列出了用於中值濾波器的設備利用率。
| 設備詳細信息 | 資源 | 性能（兆赫） | RAM | 數學積木 | 全球芯片 | ||||
| 家庭 | 裝置 | 窗口尺寸 | 查找表 | 直方圖 | 大容量靜態隨機存取存儲器 | μSRAM | |||
| 5號窗口 | 630 | 240 | 200 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| PolarFire® SoC | MPFS250T | 7號窗口 | 999 | 294 | 200 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 9號窗口 | 1161 | 384 | 200 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 5號窗口 | 630 | 240 | 200 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 極地火 | 強積金300T | 7號窗口 | 1067 | 294 | 200 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 9號窗口 | 1190 | 384 | 200 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 5號窗口 | 630 | 240 | 200 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 智能融合®2 | M2S150 | 7號窗口 | 1084 | 294 | 200 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 9號窗口 | 1222 | 384 | 200 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
重要的：
- 此表中的數據是使用典型的綜合和佈局設置捕獲的。 CDR 參考時鐘源設置為專用，其他配置器值不變。
- 執行時序分析以實現效能資料時，時脈被限制為 200 MHz
功能說明
本節介紹中值濾波器區塊的實作細節。下圖為中值濾波器的系統級框圖
圖 1-1。中值濾波器的系統級框圖
移動視窗
輸入資料為samp在 dec_clk_i 的每個上升沿處引導。此子模組接受輸入 samp文件並建立固定長度的視窗（5或7或9秒amp每個）。視窗大小取決於配置參數g_WINDOW_SIZE。如果我們將 g_WINDOW_SIZE 視為 7，則 {1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th, 6th, 7th} samples 將形成一個窗口， {2nd, 3rd, 4th, 5th, 6th, 7th, 8th} samples 將形成下一個窗口，依此類推。這些視窗作為中值子模組的輸入連接。
重設訊號無效後，視窗將全為零。輸入 data_i 為 samp在 dec_clk_i 的上升沿引導。
中位數
中值子模組找到每個視窗的中位數並將其作為輸出。在 dec_clk_i 的每個上升沿，中位數輸出都會更新。
中值濾波器參數和介面訊號
本節討論中值濾波器 GUI 配置器和 I/O 訊號中的參數。
配置設定
下表列出了中值濾波器硬體實作中使用的配置參數的說明。這些是通用參數，可以根據應用的要求進行更改。
表 2-1。 配置參數
| 訊號名稱 | 範圍 | 描述 |
| g_WINDOW_SIZE | 5、7、9 | 描述視窗的大小 |
| g_資料寬度 | — | 描述輸入和輸出資料寬度 |
輸入和輸出訊號（提問）
下表列出了中值濾波器的輸入和輸出埠。
表 2-2。中值濾波器的輸入與輸出
| 訊號名稱 | 方向 | 寬度 | 描述 |
| 重置_i | 輸入 | 1位 | 低電平有效異步復位信號設計 |
| 系統時鐘_i | 輸入 | 1位 | 系統時鐘 |
| dec_clk_i | 輸入 | 1位 | 抽取時脈輸入 – 資料為 samp在該訊號的上升沿引導 |
| en_i | 輸入 | 1位 | 使能訊號 |
| 數據_i | 輸入 | g_DATA_WIDTH 位 | 資料輸入 |
| 數據_o | 輸出 | g_DATA_WIDTH 位 | 中位數數據輸出 |
時序圖
本節討論中值濾波器時序圖。
下圖是中值濾波器的時序圖。
圖 3-1。中值濾波器時序圖
重設訊號無效後，視窗將全為零。第一個輸入是ample會在dec_clk_i的第一個上升沿進入窗口，第二個sample 將在 dec_clk_i 的第二個上升沿進入窗口，依此類推。
對於上圖所示的時序圖，重設訊號解除後，視窗將為{0,0,0,0,0,0,0,0,0}
在 dec_clk_i 的第一個上升沿，data_i 為 0，視窗將為{0,0,0,0,0,0,0,0,0}
在dec_clk_i的第二個上升沿，data_i為1，視窗將為{0,0,0,0,0,0,0,0,1}
在 dec_clk_i 的第三個上升沿，data_i 為 2，視窗將為{0,0,0,0,0,0,0,0,1,2}，依此類推。
試驗台
一個統一的測試平台用於驗證和測試中值濾波器，稱為用戶測試平台。提供測試平台來檢查中值濾波器 IP 的功能
模擬
以下步驟描述瞭如何使用測試台模擬內核：
- 打開 Libero SoC 應用程序，點擊 Libero SoC Catalog 選項卡，展開 Solutions-MotorControl
- 雙擊“中位數過濾器”，然後按一下“確定”。與 IP 相關的文檔列在文檔下
重要的： 如果您沒有看到“目錄”選項卡，請導航至 View Windows 功能表並按一下目錄以使其可見。
圖 4-2。 模擬預綜合設計
- 在 Stimulus Hierarchy 選項卡上，右鍵單擊 testbench (median_filter_tb.v)，指向 Simulate Pre-Synth Design ，然後按一下以互動方式開啟。
重要的： 如果您沒有看到“刺激層次結構”選項卡，請導航至 View > Windows 菜單並單擊 Stimulus Hierarchy 使其可見。
圖 4-2。 模擬預綜合設計
重要的： 如果仿真由於 .do 中指定的運行時間限製而中斷 file，使用run -all命令完成模擬。
修訂歷史
修訂歷史記錄描述了文件中實施的變更。變更按修訂版列出，從最新出版物開始。
表 5-1。 修訂記錄
| 修訂 | 日期 | 描述 |
| A | 03/2023 | 以下是文檔修訂版 A 的更改列表： |
| 1.0 | 11/2018 | 1.0 版是本文檔的首次發布。 |
微芯片 FPGA 支持
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通過以下方式聯繫技術支持中心 web站點位於 www.microchip.com/支持。提及 FPGA 裝置零件編號，選擇適當的案例類別，然後上傳設計 file在創建技術支持案例時。 聯繫客戶服務獲取非技術產品支持，例如產品定價、產品升級、更新信息、訂單狀態和授權。
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微芯資訊
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亞太
印度 – 班加羅爾
電話： 91-80-3090-4444
印度 - 新德里
電話： 91-11-4160-8631
印度 – 浦那
電話： 91-20-4121-0141
日本 - 大阪
電話： 81-6-6152-7160
日本 – 東京
電話： 81-3-6880-3770
韓國——大邱
電話： 82-53-744-4301
韓國 – 首爾
電話： 82-2-554-7200
馬來西亞–吉隆坡
電話： 60-3-7651-7906
馬來西亞 – 檳城
電話： 60-4-227-8870
菲律賓 – 馬尼拉
電話： 63-2-634-9065
新加坡
電話： 65-6334-8870
台灣 – 新竹
電話： 886-3-577-8366
台灣 – 高雄
電話： 886-7-213-7830
台灣 – 台北
電話： 886-2-2508-8600
泰國 – 曼谷
電話： 66-2-694-1351
越南——胡志明
電話： 84-28-5448-2100
歐洲
奧地利 - 韋爾斯
電話： 43-7242-2244-39
傳真： 43-7242-2244-393
丹麥 – 哥本哈根
電話： 45-4485-5910
傳真： 45-4485-2829
芬蘭 – 埃斯波
電話： 358-9-4520-820
法國 – 巴黎
電話： 33-1-69-53-63-20
傳真： 33-1-69-30-90-79
德國 – 加興
電話： 49-8931-9700
德國 – 漢
電話： 49-2129-3766400
德國 – 海爾布隆
電話： 49-7131-72400
德國——卡爾斯魯厄
電話：49-721-625370
德國 – 慕尼黑
電話： 49-89-627-144-0
傳真： 49-89-627-144-44
德國——羅森海姆
電話： 49-8031-354-560
以色列——拉阿納納
電話： 972-9-744-7705
意大利——米蘭
電話： 39-0331-742611
傳真： 39-0331-466781
意大利——帕多瓦
電話： 39-049-7625286
荷蘭 – Drunen
電話： 31-416-690399
傳真： 31-416-690340
挪威 – 特隆赫姆
電話： 47-72884388
波蘭 – 華沙
電話： 48-22-3325737
羅馬尼亞 – 布加勒斯特
電話： 40-21-407-87-50
西班牙 – 馬德里
電話： 34-91-708-08-90
傳真： 34-91-708-08-91
瑞典——哥德堡
電話： 46-31-704-60-40
瑞典 – 斯德哥爾摩
電話： 46-8-5090-4654
英國 – 沃金厄姆
電話： 44-118-921-5800
傳真： 44-118-921-5820
文件/資源
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MICROCHIP 中值濾波器應用程式 [pdf] 使用者指南 中位數過濾器應用程式、中位數、過濾器應用程式、應用程式 |
