系统工程与电子技术

作者：陈昊然, 王天昊, 路美娜, 宋茂新, 罗环, 吴晓宇, 骆冬根, 裘桢炜

单位：1. 中国科学技术大学研究生院科学岛分院, 安徽 合肥 230026；2. 中国科学院合肥物质科学研究院, 安徽 合肥 230031

关键词：高层次综合技术,位移检测,现场可编程门阵列,硬件加速

针对高精度位移传感器对高速位移测量算法的运行速度、可移植性及降低研发成本的需求, 提出一种基于高层次综合(high-level synthesis, HLS)技术的高精度测量算法的硬件加速设计方法。使用HLS技术实现C++语言到Verilog语言的综合, 针对高精度位移测量算法设计策略, 利用HLS技术中的流水化和数组重构等优化技术进行硬件加速, 并将其封装为知识产权(intellectual property, IP)核, 提高算法的可移植性。以Xilinx公司的Kintex-7系列现场可编程门阵列(field-programmable gate array, FPGA)芯片XC7K325TFFG676为载体的测量系统实验结果表明, 整个算法耗时91.8 μs, 相比数字信号处理(digital signal processor, DSP)单元将运行时间缩短了308.2 μs, 测量精度达到44.44 nm, 稳定性为49.20 nm, 线性度为0.503‰。

来源：2025年第2期

《系统工程与电子技术》期刊编辑部

查看系统工程与电子技术杂志2025年第2期