康芯科技：等精度频率计设计与FPGA实现

等精度频率计是一种电子系统设计实践中的关键组件，特别是在电子设计自动化（EDA）技术中，它主要用于精确测量信号频率、脉宽、占空比以及相位。此设计项目具有以下主要功能和性能指标： 1. 频率测试功能：测频范围覆盖广，从0.1Hz到100MHz，且在整个测频域内的相对误差恒定为百万分之一，确保了极高的精度。 2. 脉宽测试功能：测试范围从0.1微秒到1秒，精度可达0.01微秒，适用于对信号宽度的精细测量。 3. 占空比测试功能：具备测试占空比的能力，测试精度范围从1%到99%，这对于评估数字信号的逻辑特性非常有用。 4. 相位测试功能（附加功能）：可能包括对信号相位的测量，增加了系统的多功能性。 主系统组成：设计中包含了核心电路，如图12-1所示，频率计的主系统包含标准频率时钟信号（BCLK）、待测频率时钟信号（TCLK）、清零和初始化信号（CLR）、测频/测脉宽控制信号（SPUL）、起始计数标志（START）以及数据读出选择控制（SEL）。 测频原理：通过比较被测信号（Nx）与标准频率信号（Ns）在一个预置门时间（Tpr）内的计数值，利用公式（12-2）计算出频率。例如，当SPUL为高电平时，CL作为测频计数时间控制信号；当SPUL为低电平时，CL则切换为测脉宽控制。 FPGA/CPLD开发的VHDL设计：设计中使用了VHDL语言，这是一种硬件描述语言，常用于FPGA（Field-Programmable Gate Array）和CPLD（Complex Programmable Logic Device）的开发。例如，`ENTITY etester`定义了一个VHDL实体，其端口包括输入信号（如BCLK、TCLK、CLR等）和输出信号（如START、EEND和DATA），用于控制和读取测量结果。 《电子系统设计实践：EDA技术实用教程》中的这部分内容深入讲解了等精度频率计的设计方法，从硬件电路实现到软件逻辑控制，展示了如何用FPGA技术实现高精度的频率和脉宽测量，是电子工程师进行精确信号分析和调试的重要工具。通过实例12-1，学习者可以了解到如何在实际设计中应用这些理论知识，并通过编程实现测频功能。