罗来金，曾连荪

（上海海事大学 信息工程学院，上海 200135）

近年来FPGA以其硬件并行处理的高速性和可重配置性，在电子设计中得到了大规模的应用。伴随着制作工艺和不断进步及IP内核概念的出现，FPGA正在从传统的系统粘合逻辑应用转移到系统核心处理应用上来。

文中分析了传统频率信号处理方法的优缺点，采用ALTERA的Cyclone II系列FPGA完成某型卫星陀螺组合X、Y、Z轴方向的角速和温度传感器发送来的频率信号的测量与处理，并通过RS-422串口通信总线实现了与主控计算机的双向通信。相比于以往采用单片机、DSP等器件实现数字脉冲频率的测量及其数据处理，采用FPGA以及特定的算法来实现数字脉冲频率的测量及其数据处理，后者具有高速、高稳定度、高精度和高集成度的特点，不会出现程序跑飞的情况，满足航天系统对频率信号测量的特定要求。

1 频率测量方法分析[1]

1.1 测频法

测频法就是在确定的时间Tw内，记录被测信号的变化周期数（或脉冲个数）Nx，则被测信号的频率为：Fx=Nx/Tw。该种测量方法会产生±1的计数误差，测试精度与计数器的记录值Nx有关，频率越高精度越大，因此该测量方法适用于高频信号的测量。

1.2 测周法

测周法需要有标准的数字基准时钟频率Fs，在待测信号的一个周期Tx内，记录标准信号的周期数Ns。则被测信号的频率为：Fx=Fs/Ns。该种测量方法Ns同样也会产生±1的计数误差，测试精度与计数器的记录值Ns及标准频率稳定度有关，适用于低频信号的测量。

1.3 相检宽带测频

相位检测法利用两个频率之间的周期性规律来产生计数闸门，这种周期性规律就是两个频率的最小公倍数周期，如图1所示。……