基于FPGA的数字频率计设计+电路图(2)
1.2 发展现状与趋势随着社会生产的发展和消费水平的提升，信息传输和处理的技术越来越发达，另一方面，人们对频率计的测量精度也提出了越来越高的需求。测频精确度是由标准频率的精度及测量频率时所使用的一系列测量设施、方式决定的[2]。人们常用的测频方法主要有下面几种，直接测频法、游标法、内插法以及频差倍增法等。直接测频法的原理相对而言不复杂，然而它也存在明显的缺点，就是测量精度不高。频差倍增法则是先将待测信号和参考信号通过频差倍增来扩展待测信号的相位起伏，再经过混频器取得两者的差拍信号，而后在低频的情况下利用计数器对其进行测量，这一方法能够获得相较于测频法更高的测量精确度、系统分辨率，但是触发误差和因为时标不稳定而带来的误差是无法避免的。在普遍的电子系统应用范围中，大多选择运用数字电路来处理连续信号[3]。数字频率计对于当代通信具有重要的意义，它是测量设施系统中缺一不可的测量仪器。在目前的大多数研发过程中，人们通常把FPGA 技术与 MCU 技术相结合。FPGA 具备速度快、灵敏等长处，但与 MCU 相比，FPGA 所能完成的任务比较单一，所以习惯在大多数系统中将FPGA 作为辅助部分[4]。如今，FPGA 逐渐向MCU 发展，最终 FPGA 会不断地发挥它的长处，变得比MCU 更具有实用性
1.3 FPGA 概述及发展现状现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array）的英文简称即 FPGA。FPGA 是由可编程逻辑器件和掩膜可编程门阵列 （MPGA） 二者共同演变而来的，FPGA 将这二者的特性，所以它既具备门阵列的通用性及高逻辑密度，同时具有可编程逻辑器件的用户可编程特性。它几乎可以实现所有数字器件的功能，设计出任何一个数字电路。通过软件（Quartus Ⅱ）进行仿真实验，可以提前验证设计的正确性及合理性，当完成印制电路板后，利用FPGA 的在线修改技术，随时修改设计而无需对硬件电路作出大幅度的改动，避免了很多不必要的麻烦。采用现场可编程门阵列来设计数字电路，可以在很大程度上缩短设计时间，简化外围电路，提高系统的有效性和可靠性。FPGA 的生产采用了高级的专用集成电路生产工艺， 高端的FPGA 芯片中嵌入了功能强大的处理器内核，源`自,吹冰.文;论"文'网[www.chuibin.com基于 FPGA 的开发已经成为一项系统级设计工程。FPGA 通常由布线资源分隔的可编程逻辑单元或者宏单元组成数组， 并且由可编程I/O单元围绕数组构成整个芯片。 由于半导体的制造工艺不断得到提高， FPGA也越来越集成化，并且其制造成本将逐渐降低，其替代原有的专用集成电路来实现电子系统的前景也将愈发明了。在全球范围内，随着电子设计自动化技术的快速发展，业界纷纷在期待基于 Linux 环境的电子设计自动化技术能够成为电路设计领域的主要技术。主要原因是 Linux 费用比较低并且是开源的，这使得电子设计自动化软件的前期开发费用很低，而且保持运行的维护成本也不高，同时在很大程度上简化了工程师的复杂的设计工作。 相较于Unix 工作站， Linux 工作站的费用也要便宜很多。此外，Linux 的成本基本上是 Unix 以及 Windows 的1/10左右，但是它的工作性能并没有比后者差多少， 而且它的运行速度甚至还要比Unix 和 Windows 更快一些。在当前的业界分析看来，他们预测在未来的 5 年之内，Linux 或将成为电子设计自动化的主打技术。可以预见，Linux 的普及化使用只是时间上的问题。另一方面，由于现场可编程逻辑器件（FPGA/CPLD）的集成度不断得到提高，加上对不断出现的输入/输出标准、嵌入功能、高级时钟管理等方面的许多支持，使得开发设计者逐渐可以利用现场可编程逻辑器件来开展系统级别的片上设计。