1 绪论
1.1 研究背景及意义
随着数字电路技术的发展，数字电路技术和模拟电路技术都在以极高的速度开展，数
字频率计作为必不可少的一种数字电路设计自然也是开展的很快的，数字频率计不光在各
个领域得到了广泛的使用，还一直以来坚持住了一定的位置。
它被广泛应用于航天、电子、测控等领域范畴。频率计的优化正在更加智能化地行进，尤
其是数字频率计也成为了人们在日常生活中、科学领域中不可或缺的测量仪器。从我们常
见的数字万用表等电子设备，再到更为广阔领域的数字卫星等领域内都含有频率计，可以
预料到，数字频率计将成为未来频率测量仪器发展的主要方向。
正因为频率在多个领域内是无法省略的参数，所以可以毫不夸张地说，任何地方都对
数字频率计有使用需要，所以才更加需要去设计拥有较低误差以及性能质量高的数字频率
计，可见数字频率计在数字电子技术的发展过程中占有着举足轻重的地位。现在要求数字
频率计尽量要到达高精度、低差错、自动进行的目的，在到达最基本需求的情况下，还需
要向精简电路、提高性价比和功能可设置的方向去发展。数字频率计的精度，主要取决于
两个点，最主要的一点需要去改进外部的测量设备，另一方面就是提高内部的测量。当下，
已知常用的测量频率的方法也有很多种，本论文后续会做一个简单的介绍。
1.2 FPGA 技术原理概述
1.2.1 FPGA 技术
现场可编程门阵列 FPGA（Field Programmable Gate Array）是美国的一家知名公
司最先开发的一种可编程器件，一般更多的应用于普通用户。FPGA 这种技术不仅仅具有
一般普通门阵列器件的优势，即高集成度和通用性，还有一般门阵列不具备的特点，即用
户的编程的灵活性。这种产品的技术优越性在于灵活的逻辑单元和高集成度，可用于多种
电子设备，现已被大范围推广使用
[2]
。
FPGA 所包含的内容大致有以下三个部分：位于芯片中央的可编程功能单元；位于芯
片四周的可编程 IO 模块；分布在芯片各处的可编程布线资源。因此，FPGA 和其他类型的
可编程 ASIC 一样，用户可以去自己编程来实现自己想要的专门的功能。
1.2.2 EDA 技术
EDA（Electronics Design AutomaTIon）技术是以计算机为工作平台，以硬件描
述 语 言 为 设 计 语 言 ， 以 可 编 程 器 件 为 实 验 载 体 ， 以 ASIC(Application Speci+c
Integrated Circuits)、SOC(System On Chip)和 SOPC(System On Programmable
Chip)芯片为目标器件去进行对必要元器件的建模和系统仿真电子产品自动化设计过程
[1]。EDA 技术又称电子设计自动化技术，它不仅在发展速度上有较快的优势，在包含的
内容方面，也是非常广泛的
[7]
。
EDA 技术所涉及的范围很广，所包含的内容也比较丰富，从实用的方面来说，应主要
掌握以下四方面的内容：一是硬件描述语言；二是大规模可编程逻辑器件；三是实验开发
系统；四是软件开发工具
[5]
。
1.2.3 FPGA 编程语言
FPGA 设计使用的两种主要语言是 Verilog HDL 和 VHDL，两种语言是有相似的特点
的，最相似的是都能够抽象地去表示出电路的逻辑结构，都能够支持在逻辑设计过程中的
对层次的描述。Verilog HDL 能够使用高级言语的结构来简化对电路的杂乱描绘， VHDL
具有对电路的仿真和验证机制，这点 Verilog HDL 也是相似的
[10]
。
Verilog HDL 和 VHDL 又是不同的，在许多地方仍存在区别。首先不同的便是各自的
语言使用群体。Verilog HDL 言语早在 1983 年就已被推出，所以 Verilog HDL 言语比
VHDL 言语的设计和使用群体就相对来说会多许多，资源也会比 VHDL 言语的资源丰富。
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