基于FPGA的实时音频处理系统设计：从Verilog实现到仿真验证
Quick Start
在Vivado 2021.1中新建工程，器件选择xc7a35tcsg324-1（Artix-7）。创建顶层模块top.v，例化I2S控制器、FIR滤波器与PWM输出模块。编写I2S接收模块i2s_receiver.v，从WM8731编解码器接收24位立体声数据，采样率48 kHz。实现16阶低通FIR滤波器fir_filter.v，系数采用汉明窗设计，截止频率8 kHz，直接型结构。编写PWM输出模块pwm_output.v，将滤波后的16位音频数据转换为1位PWM信号，载波频率384 kHz（8×48 kHz）。编写测试平台tb_top.v，生成48 kHz采样率的1 kHz正弦波测试激励，通过文本文件读写波形数据。运行行为仿真（100 ms），观察i2s_data_out与pwm_out波形，确认滤波后波形无混叠且幅度正确。综合、实现，检查时序余量（setup slack > 0），生成比特流并下载至Nexys4 DDR板卡。将耳机插入板载音频输出接口，播放1 kHz测试音，验证声音清晰无失真。预期结果：仿真中滤波后波形平滑，上板后听到纯净1 kHz音调，无高频噪声。本文原创，作者：二牛学FPGA，其版权均为FPGA线上课程平台｜最全栈的FPGA学习平台｜FPGA工程师认证培训所有。
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