滑动平均滤波器的verilog实现

最方便实现的求均值方法便是滑动平均滤波器，之所以称之为滤波器是因为该算法本身有一种保留低频分量、滤除高频分量的特性。
如3点滑动平均滤波器的输出y(n)=[x(n-2)+x(n-1)+x(n)]/3。滑动平均滤波器的频率响应是1。
上述示例x(n)的每个取样点权值相同，都为1/3。也可以为每个取样点选择不同的权值，即为加权滑动平均滤波器 。

FPGA设计

在Quartus II开发环境下完成8点滑动平均滤波器的设计。模块接口如下（使用Verilog）：

module Average_Filter
#(
	parameter AVE_DATA_NUM = 5'd8,
	parameter AVE_DATA_BIT = 5'd3
)
(
	input i_rst_n,
	input i_clk,
	input [31:0]din,
	output [31:0]dout
);

使用一组8个寄存器移位存储数据，即求平均值时共选取8个数据进行运算。代码如下：

reg [31:0] data_reg [AVE_DATA_NUM-1:0];

reg [7:0]temp_i;

always @ (posedge i_clk or negedge i_rst_n)
if(!i_rst_n)
	for (temp_i=0; temp_i<AVE_DATA_NUM; temp_i=temp_i+1)
		data_reg[temp_i] <= 'd0;
else
begin
	data_reg[0] <= din;
	for (temp_i=0; temp_i<AVE_DATA_NUM-1; temp_i=temp_i+1)
		data_reg[temp_i+1] <= data_reg[temp_i];
end

对连续8个寄存器数据求和并计算均值

reg [31:0] sum;

always @ (posedge i_clk or negedge i_rst_n)
if (!i_rst_n)
	sum <= 'd0;
else
	sum <= sum + din - data_reg[AVE_DATA_NUM-1]; //将最老的数据换为最新的输入数据

assign dout = sum >> AVE_DATA_BIT; //右移3 等效为÷8

对于FPGA而言，除法 运算很消耗资源，可以采用移位的方法来代替，如上代码所示。