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《基于fpga的時間間隔測量儀的設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、中北大學2008屆畢業(yè)設計說明書畢業(yè)設計說明書基于FPGA的時間間隔測量儀的設計學生姓名：學號：學院：專業(yè)：指導教師：2012年6月第II頁共II頁中北大學2008屆畢業(yè)設計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數(shù)器，存在成本高、調試困難和不易建立模型等缺點。微電子技術的發(fā)展，推動了可編程邏輯技術的發(fā)展，出現(xiàn)了價格低廉、適合工程應用的現(xiàn)場可編程邏輯器件(FPGA)，因此采用FPGA實現(xiàn)高精度時間間隔測量具有很大的現(xiàn)實意義
2、。本文詳細分析了幾種傳統(tǒng)時間間隔測量方法，深入研究了延遲單元在FPGA中的實現(xiàn)方法，并對事件延遲內插法、時鐘延遲內插法、以及差分延遲內插法三種時間內插法的仿真驗證，結果表明，基于差分延遲線測量的分辨率最高，消耗硬件資源最少。在此基礎之上，在Altera公司CycloneII系列的EP2C8Q208C8N芯片中實現(xiàn)分辨率為43ps的差分延遲鏈，采用粗細結合測量的方案，設計了一個集成在FPGA內的高精度時間間隔測量模塊。設計主要包括四個部分：系統(tǒng)時鐘模塊、粗測量單元、細測量單元、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
3、過VerilogHDL語言對模塊進行軟件實現(xiàn)。基于FPGA的時間間隔測量的精度達到200ps，具有高精度、集成度高、易于移植的特點，是一種較優(yōu)的設計方案，有著很好的應用前景。關鍵詞：FPGA，時間間隔測量，差分延遲內插法，延遲線第II頁共II頁中北大學2008屆畢業(yè)設計說明書ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,thedemandofhigh-precisiontimeandfrequencyareincreasinglyhigher.Thetraditional
4、DisciplinedClockSystem(adaptivefrequencycalibrationsystem)adoptsanalogorsemi-digitalsystem,whichusehighprecisiontime-intervalcountermeasuretimepart.Butitexistsshortcomingsuchas:highcost,largeimpactbyenvironmentalfactors.Developmentofmicroelectronicstechnology,andpromot
5、ethedevelopmentofprogrammablelogictechnology.Therehasbeenalowprice,suitableforengineeringapplicationsoffieldprogrammablegatearray(FPGA).Soreachingprecisetime-intervalmeasurebasedonFPGAhasthegreatpracticalsignificance.Thispaperanalysisthecommonlymethodsoftime-interval.A
6、ndtheeventdelayinterpolationmethod,theclockdelayinterpolationandtheinterpolationofthreedifferentialdelaytimeinterpolationsofthesimulationresultsshowthatthedifferentialdelaylinebasedonthehighestresolutionmeasurements,aminimumconsumptionofhardwareresources.Onthisbasis,Id
7、esigntorealizinga43psdelaydifferenceofdifferentialdelaybasedonCycloneIIseriesofAlteras’EP2C8Q208C8Nchip.Anintegratedhigh-precisiontimeintervalmeasurementmodulebedesignedandembeddedinFPGA.Ideterminethespecificmeasurementfortimeinterval:designbycrudeandfinemeasurement.Th
8、emainmodulesare:Systemclockmodule,coarsemeasurementmodule,andfinemeasurementunits,dataprocessinganddatatransmissionmo
