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设计了基于FPGA与TDC-GP21的高精度、高重频的激光飞行时间测量系统.采用多层嵌套状态机作为控制系统,构建SPI通信接口实现对TDC-GP21的配置、控制以及读取测量结果.使用TimeQuest时序分析工具对系统进行时序约束分析.实验结果表明,系统重复测量频率达40KHz,测量精度达±100ps,可以在高频条件下稳定工作.