前兩篇分別介紹了TDC-GPX2的使用詳情以及FPGA控制代碼，本文將會該處測量精度以及操作過程

測試平臺

由于目前沒有高精度時間間隔測量的儀器在身邊（之前還有過一臺SR620，現在沒有了），所以將會采用FPGA自身產生兩個可控的時間間隔，最后將測量的結果通過ILA打印出來。

啟動測量

開始測量之前，我們先檢查硬件連接，確保通信引腳（SCK MOSI MISO SSN INTERRUPT）、參考時鐘引腳（CLK）、脈沖觸發引腳（STOP1）順利連接到FPGA的引腳上，之后啟動VIVADO，生成BIT流文件之后下載到芯片中，此時ILA的顯示界面如下所示：

目前所有的值都是初始值，然后我們按下啟動測試按鍵，再來看看ILA的界面：

此時狀態已經跳到狀態5（等待狀態），數據校驗值和預期的一致，目前結果值還沒有，因為還沒有給STOP脈沖。下面我們給出STOP脈沖，根據程序中所給的stop脈沖間距是10個時鐘周期（如下所示）：

stop_test #(.stop_time(4'd10), //脈沖間隔.stop_continue(4'd3) //每個脈沖高電平所持續的時間 ) u1_stop_test(.sys_clk(sys_clk),.sys_rst_n(sys_rst_n),.stop_en(key2_value),.stop_pulse(stop_pulse3) );

所以時間間隔應該是(1s/50M)×10=200ns，下面我們給入STOP信號，ILA顯示如下：

上述結果第一個參數表示REFID，結果相差1，說明兩個STOP脈沖處于相鄰的兩個時鐘周期內，在分析第二個參數，STOP1為00efc2，用十進制表示就是61378ps=61.378ns，STOP2為00ef85，用十進制表示就是61317ps=61.317ns，按照前文所述的計算公式，得到的時間間隔就是：200-61.378+31.317=199.939，測量誤差為199.939-200=0.061ns=61ps，下面我們多測幾組數據如下所示：
（時間間隔：200ns）

上圖中的誤差為13ps；

上圖中的誤差為10ps；

上圖中的誤差為23ps；
接下來我們更改時間間隔為35個時間間隔，代碼如下所示：

stop_test #(.stop_time(16'd35),.stop_continue(16'd3) ) u1_stop_test(.sys_clk(sys_clk),.sys_rst_n(sys_rst_n),.stop_en(key2_value),.stop_pulse(stop_pulse3) );

測量結果如下所示：
（時間間隔700ns）

上圖所測的時間間隔為：700.096ns，誤差96ps。

上圖所測的時間間隔為：700.130，誤差130ps。

上圖所測的時間間隔為：700.056，誤差56ps。

思考

上面的第二組數據明顯誤差增大，甚至達到百ps級別，我想這個和基準頻率源有關，因為FPGA采用晶振作為時鐘源，當周期數提高后，對應的誤差也會增大，這就是誤差的主要來源。其次，FPGA的DCM時鐘管理單元是否可靠還有待考究。

結語

本次實驗介紹就到此結束了，如果大家有更好的建議或者本文檔寫的不到之處，歡迎評論區指出。
以下是本實驗的工程鏈接，
CSDN資源鏈接：
FPGA控制TDC_GPX2時間間隔測量
百度網盤鏈接：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1vWyToTMimA1mgutUf7LGkw?pwd=1146
提取碼：1146

總結

以上是生活随笔為你收集整理的FPGA控制TDC-GPX2时间间隔测量（三）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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