当今，数字音频信号处理技术已经逐渐取代了模拟音频信号处理技术，数字音频处理技术（DSP）随着信息技术的发展和提高其本身也得到了良好的发展，并且向着更高的处理速度，更加高的工作效率以及更加经济的方向逐渐迈进。数字音频处理技术的核心就是数字滤波器的设计，数字滤波器的作用是将采集到的语音信号按照一定的算法基础进行变换处理后，得到一个满足要求的输出信号，保留信号有用的频率成分将不需要的频率成分滤除掉。因此数字滤波在数字信号处理技术中占有重要的作用，也是整个DSP技术领域中不可或缺的技术。根据数字滤波器的原理可知，数字滤波器内部结构相当复杂，其中使用很多的乘法器、累加器和逻辑算术单元。因此，无论从系统的内部结构、体积以及系统的工作效率上都大大制约了传统数字音频处理系统的设计。伴随着专用集成电路(ASIC)领域中的技术革新以及嵌入式技术的发展，现场可编程门阵列FPGA（Field－Programmable Gate Arrayprogrammable gate array)在数字音频处理系统的硬件实现方面都展现出了性能稳定、灵活性高和功耗低等诸多优势，利用可编程逻辑器件FPGA实现数字音频信号处理系统是国内外的研究的热点。本论文介绍了目前了数字信号滤波技术的发展现状以及大规模可编程逻辑器件的发展趋势。详细阐述了片上可编程系统（SOPC）技术，以及其软硬件相结合的开发环境。利用Altera公司所提供的DE2开发板作为硬件开发平台，提出一种基于Nios Ⅱ的数字音频信号处理系统解决方案，结合FPGA逻辑器件的特性，设计了一种全新的数据处理算法，并且基于传统的滤波算法的基础上进行改良和创新，提出了一种更加高效的四路并行处理的滤波算法，加快了系统的效率提高了系统的能力。首先本系统采用Nios Ⅱ软核处理器作为总控制器，将音频输入数据利用全相位数据预处理法进行预处理，其目的是将音频信号中因截断效应所产的误差降低，本论文采用一种基于单窗全相位预处理的算法方案。从处理后的结果清晰看出，数字音频信号的波形表现的很是平稳，截断处理后的信号波形的首尾相同平滑，在特定时间点，波形不会失真，泄露也得到了抑制，而且系统函数的统计特征（均值、方差、自相关函数）也是很稳定，结果截断误差降低了许多。其次，本论文的核心是在传统ⅡR数字滤波器的算法原理基础上进行了改进，提出并设计了一种基于巴特沃斯低通滤波器的四路并行处理的新的滤波算法，提出了基于SOPC系统的片上可编程的软硬件结合实现方案。利用Nios Ⅱ软核处理器作为中心控制终端，将预处理模块的输出数据作为滤波函数模块的输入数据，这样再对预处理后数字音频信号进行数字滤波。结果表明多路并行处理系统的正确性、高效性、经济性和可实现性。最后利用仿真软件对所设计数字音频滤波器的滤波的效果进行联合测试与验证，实验设计结果表明基于SOPC技术的数字音频滤波器滤波速度得到了提高，对于SOPC技术在数字信号处理领域是一次有益的尝试。