基于fpga的数字式相位测量仪的设计与制作

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1、基于FPGA的数字式相位测量仪的设计与制作摘要：本设计给出了基于FPGA核心的数字式相位测量的基本原理与实现方案，实现的是对两列信号的相位差的精确测量并数字显示测量结果。该系统利用可编程逻辑器件为主系统芯片，用VHDL对其进行设计开发，系统由相位测量仪、数字式移相信号发生器和移相网络三个模块构成，整个装置具有原理简单，测量精度高,测量结果显示直观的特点。本次设计在EDA软件开发平台MAX+PLUSⅡ上利用硬件描述语言VHDL进行设计编程。关键词：FPGA/CPLD、VHDL、测相仪IFPGA-baseddigitalphase-measuringinstru

2、mentdesignandproductionAbstract:ThedesignisbasedontheFPGAcoreofthedigitalphasemeasurementandrealizationofthebasicprinciplesoftheprogramme,therealizationofthetwosignalsinthephaseofprecisionmeasurementandstatisticsshowthatthemeasurementresults.Thesystemofprogrammablelogicdevicesbased

3、systemchips,withtheirVHDLdesignanddevelopment,thesystembythephase-measuringinstrument,thedigitalshiftbelievethatthephase-shifting,generatorandanetworkofthreemodules,thedevicehasasimpletheory,measurementHigh-precisionmeasurementresultsshowthatthevisualcharacteristics.ThedesignoftheE

4、DAsoftwaredevelopmentplatformMAX+PLUSⅡontheuseofhardwaredescriptionlanguageVHDLdesignprogramming.Keywords:FPGA/CPLD；VHDL；measurementoftheinstrument71第1章绪论1.1EDA技术概述1.1.1引言20世纪末，电子技术获得飞速发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力推动社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。现代电子技术的核心是ED

5、A技术，其依赖功能强大的计算机，在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言HDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合，以及逻辑优化和仿真测试，直至实现既定的电子线路系统功能。EDA技术使得设计者的工作仅限于利用软件的方式，即利用硬件描述语言和EDA软件来完成对系统硬件功能的实现。另一方面来看，在现代高新电子产品的设计和生产中，微电子技术和现代电子设计技术是相互促进、相互推动又相互制约的两个技术环节。前者代表了物理层在广度和深度上硬件电路实现的发展，后者则反映了现代先进的电子理论、电子技术、仿真技术、设计工艺

6、和设计技术与最新的计算机软件技术有机的融合和升华。因此，严格地说，EDA技术应该是这两者的结合，是这两个技术领域共同孕育的奇葩。EDA技术已不是某一学科的分支或某种新的技能技术，它应该是一门综合性学科。它融合多学科与一体，又渗透于各学科之中，打破了软件和硬件间的壁垒，使计算机的软件技术和硬件实现、设计效率和产品性能合二为一，它代表了电子设计技术和应用技术的发展方向。1.1.2EDA技术发展趋势EDA技术的每一次进步，都引起了设计层次上的一次飞跃，从设计层次上分，70年代为物理级设计（CAD），80年代为电路级设计（CAE），90年代进入到系统级设计（EDA）

7、。物理级设计主要指IC版图设计，一般由半导体厂家完成。⑴电路级设计：电子工程师接受系统设计任务后，首先确定设计方案，并选择能实现该方案的合适元器件，然后根据具体的元器件设计电路原理图。接着进行第一次仿真，其中包括数字电路的逻辑模拟、故障分析，模拟电路的交直流分析、瞬态分析。在进行系统仿真时，必须要有元件模型库的支持，计算机上模拟的检人输出波形代替了实际电路调试中的信号源和示波器。这一次仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。71仿真通过后，根据原理图产生的电气连接网络表进行PCB板的自动布局布线。在制作PCB板之前还可以进行PCB后分析，其中包括热分析、噪

8、声及窜扰分析、电磁兼容分析、可靠性分析等，并可将分析