基于fpga短时间间隔产生技术的研究

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1、西安电子科技大学独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学

2、位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：摘要时间间隔的产生在时间间隔测量仪的标定、超宽带雷达信号的产生、物理实验、定时控制等众多领域都有着广泛的应用。随着上述

3、领域的发展，对时间间隔产生技术提出了更高的要求。论文在研究各种时间间隔产生方法的基础上，提出一种用双延迟链产生时间间隔的方法。双延迟链由两列平行排列的N个可编程延迟单元级联而成，用两个频率相近的时钟信号分别标定两列可编程延迟单元控制模块的参考时钟，利用两列可编程延时单元抽头延迟线的差值当作系统的分辨率。针对双延迟链中的可编程延迟单元，提出了一种新颖算法用来配置可编程延迟单元延迟的大小，在保证系统分辨率前提下，兼顾了系统的动态范围。高分辨率的短时间间隔产生系统大多为了专门的系统测试而开发，采用ASIC芯片实现，但

4、是这种方法实现的系统存在设计开发周期长、专用性强、制造成本高的缺点。论文针对FPGA中双延迟链的布线路径延迟不一致问题，采用约束可编程延迟单元的物理位置和手动布线的方法，使双延迟链的关键布线路径得到控制，实现了基于FPGA的短时间间隔产生系统，在保证高分辨率的同时，缩短了系统的开发时间、降低了设计制造成本。系统采用分模块设计的思想，把系统按功能划分为参考时钟产生模块、双延迟链模块、数据处理模块、时序控制等模块，并完成了每个模块的详细设计及实现工作。最后为了验证系统的实际性能，本文对自行研制的短时间间隔硬件板进行

5、大量的测试，测试结果表明：该系统产生的时间间隔的分辨率为9ps，微分非线性和积分非线性分别为-0.3LSB~0.35LSB、-0.73LSB~0.93LSB，达到了系统设计要求。基于FPGA的短时间间隔产生系统具有分辨率高、成本低、复杂度低、易扩展等优点，使其在短时间间隔产生领域有很好的研究价值。关键词：短时间间隔产生FPGA双延迟链法可编程延时单元AbstractTiminggenerationhasbeenwidelyusedinthetimeintervalmeasuringinstrumentcalib

6、ration,ultra-widebandradarsignalgenerationphysicsexperiments,timingcontrol.Withthetechnologydevelopmentintheseareas,thetimeintervaltoproducethetechnologyhadputforwardhigherrequirements.Inthispaper,onthebasisofvariousthetiminggenerationmethods,adual-delaylink

7、toanewwaytoproduceshortinterval.Dual-delaychainarrangedinparallelbythetwoNprogrammabledelayunitconcatenationoftwoprogrammabledelayunitcontrolmodulerespectively,withthetwoclocksignalswithfrequenciesclosetothecalibrationofthereferenceclock,theuseoftwoprogramma

8、bledelayunitadelaydifferencetoimprovesystemresolution.Programmabledelaydualdelaychainunit,thesizeofanalgorithmisusedtoconfiguretheprogrammabledelaycelldelay,theresolutionunderthepremiseoftheguar