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《基于fpga的時間間隔測量儀的》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中北大學(xué)2008屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書基于FPGA的時間間隔測量儀的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號：學(xué)院：專業(yè)：指導(dǎo)教師：2012年6月第II頁共II頁中北大學(xué)2008屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書摘要隨著科技的飛速發(fā)展，人們對高精度的時間頻率的需求越來越高，傳統(tǒng)可馴鐘系統(tǒng)(自動校頻系統(tǒng))是模擬或半數(shù)字體制，其時差測量單元采用高精度時間間隔計(jì)數(shù)器，存在成本高、調(diào)試?yán)щy和不易建立模型等缺點(diǎn)。微電子技術(shù)的發(fā)展，推動了可編程邏輯技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了價格低廉、適合工程應(yīng)用的現(xiàn)場可編程邏輯器件(FPGA)，因此采用FPGA實(shí)現(xiàn)高精度時間間隔測量具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。本文詳細(xì)分析了幾種傳統(tǒng)時間間隔測量方法，深
2、入研究了延遲單元在FPGA中的實(shí)現(xiàn)方法，并對事件延遲內(nèi)插法、時鐘延遲內(nèi)插法、以及差分延遲內(nèi)插法三種時間內(nèi)插法的仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明，基于差分延遲線測量的分辨率最高，消耗硬件資源最少。在此基礎(chǔ)之上，在Altera公司CycloneII系列的EP2C8Q208C8N芯片中實(shí)現(xiàn)分辨率為43ps的差分延遲鏈，采用粗細(xì)結(jié)合測量的方案，設(shè)計(jì)了一個集成在FPGA內(nèi)的高精度時間間隔測量模塊。設(shè)計(jì)主要包括四個部分：系統(tǒng)時鐘模塊、粗測量單元、細(xì)測量單元、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)傳輸模塊，并在QuartusII開發(fā)環(huán)境下通過VerilogHDL語言對模塊進(jìn)行軟件實(shí)現(xiàn)。基于FPGA的時間間隔測量的精度達(dá)到200
3、ps，具有高精度、集成度高、易于移植的特點(diǎn)，是一種較優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，有著很好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：FPGA，時間間隔測量，差分延遲內(nèi)插法，延遲線第II頁共II頁中北大學(xué)2008屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,thedemandofhigh-precisiontimeandfrequencyareincreasinglyhigher.ThetraditionalDisciplinedClockSystem(adaptivefrequencycalibrationsystem)adoptsan
4、alogorsemi-digitalsystem,whichusehighprecisiontime-intervalcountermeasuretimepart.Butitexistsshortcomingsuchas:highcost,largeimpactbyenvironmentalfactors.Developmentofmicroelectronicstechnology,andpromotethedevelopmentofprogrammablelogictechnology.Therehasbeenalowprice,suitableforengineerin
5、gapplicationsoffieldprogrammablegatearray(FPGA).Soreachingprecisetime-intervalmeasurebasedonFPGAhasthegreatpracticalsignificance.Thispaperanalysisthecommonlymethodsoftime-interval.Andtheeventdelayinterpolationmethod,theclockdelayinterpolationandtheinterpolationofthreedifferentialdelaytimein
6、terpolationsofthesimulationresultsshowthatthedifferentialdelaylinebasedonthehighestresolutionmeasurements,aminimumconsumptionofhardwareresources.Onthisbasis,Idesigntorealizinga43psdelaydifferenceofdifferentialdelaybasedonCycloneIIseriesofAlteras’EP2C8Q208C8Nchip.Anintegratedhigh-precisionti
7、meintervalmeasurementmodulebedesignedandembeddedinFPGA.Ideterminethespecificmeasurementfortimeinterval:designbycrudeandfinemeasurement.Themainmodulesare:Systemclockmodule,coarsemeasurementmodule,andfinemeasurementunits,dataprocessinganddatatransmissionmo
