現場可編程門陣列FPGA（FieldProgrammable Gate Array）是Xilinx公司于1984年首次開發的通用用戶可編程設備。FPGA不僅具有門陣列設備的高度集成性和多功能性，而且具有用戶可編程邏輯設備的靈活性。
FPGA由可編程邏輯單元陣列，布線資源和可編程I / O單元陣列組成。 FPGA包含豐富的邏輯門，寄存器和I / O資源。 單個FPGA芯片可以實現由數百個甚至更多標準數字集成電路實現的系統。
FPGA具有靈活的結構，其邏輯單元，可編程的內部布線和I / O單元可以由用戶編程，從而可以實現任何邏輯功能以滿足各種設計要求。 它的快速，低功耗和強大的多功能性特別適合于復雜系統的設計。 使用FPGA還可以實現動態配置，在線系統重新配置（可以在系統運行的不同時刻根據需要更改電路的功能，從而使系統具有各種與空間或時間相關的任務），硬件軟化， 軟件強化和其他功能。
鑒于高頻拉力疲勞試驗機控制器的控制規模較大，功能復雜，在開發過程中，在傳統試驗機控制器的基礎上，結合了FPGA技術和微機技術 為了全面提高控制器系統的性能，提高了整機的工作效率，控制精度和電氣系統的可靠性，操作方便，不乏技術進步。
2控制器的結構和內容
控制系統的總體結構，下部計算機是整個高頻拉力疲勞試驗機控制器的核心。 它用于生成控制信號和數據，以控制測試機，處理反饋信號并與主機進行通信。 其控制功能的強度也直接影響整個控制器的性能。 圖中的波形發生器用于激勵和保持電磁激勵器的振動。 此處，波形發生器應輸出正弦波。
3系統采取的技術路線
在實現技術參數和功能要求的基礎上，系統根據當前的微機和FPGA等微電子技術采用了以下主要技術路線：

（1）下位計算機是系統控制的核心。 由于該系統的控制規模相對復雜，控制對象具有某些特殊特性（例如高頻，高負載等），并且涉及到控制電動機，因此，考慮使用傳統的8位機，而不是使用 使用相對更強大的功能和速度。 更快的16位計算機-87C196系列。
（2）勵磁機要求輸入波形為正弦波，測試頻率范圍為80?250Hz。 此外，系統應能夠執行掃描頻率測試。 在掃頻測試中，系統以1 Hz為步長掃描頻率（粗調），然后基于粗調進行微調（以0.1 Hz為步長）以確定系統的共振點。 可以看出，能夠產生精度為0.1 Hz的波形的電路模塊是整個系統設計中非常關鍵的部分，也是設計難題之一。 如果通過單片機或其他專用芯片，則該部分無法實現或很難實現。 該系統使用FPGA作為波形發生器，如圖1中的虛線框所示。其優點是：高速（通常芯片頻率至少為幾十兆字節，甚至幾百兆字節）并且可以滿足上述要求。 提到的精度要求； 用數字電路實現，抗干擾性好。 它還可以將其他邏輯電路集成到芯片中，節省許多分立元件，還可以減小體積； 可以根據需要更改波形。
（3）直流調速是通過電壓變換實現的，而電壓變換是通過使用晶閘管的可控整流器實現的。 單片機將可變電壓輸出到移相觸發器，觸發器將可控導通角輸出到可控整流器，實現電動機速度的調節。 有利于提高系統的可靠性。
（4）系統的一些重要信號由數字濾波器濾波，該數字濾波器由FPGA實現。 與軟件濾波相比，該方法有利于提高信號的濾波效果，大大提高了濾波速度。
4模塊設計的一部分
FPGA部分可以分為兩個模塊，其中正弦波發生器模塊可以細分為幾個小模塊，如圖2所示。 ] 4.1鎖存器設計
鎖存器用于鎖存和穩定FPGA中單片機發送的頻率數據。 可以使用片上鎖存器資源（或觸發器）來構造它。
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