为保证上海光源等第三代同步辐射光源低发射度、高亮度的性能,需要采用高性能的束流诊断设备,其中DBPM处理器是诊断的关键设备。目前,DBPM处理器由国外公司垄断。面对高昂的设备采购和维护费用、繁琐的进口程序以及该设备在国内外广阔的市场需求,上海光源束测组决定进行新一代。DBPM处理器的研制工作。目标是研制一套具有完全自主知识产权、性能达到国际同类产品水平、价格具有竞争优势的DBPM设备。本论文以此为背景,进行了FPGA在DBPM处理器信号处理上应用的研究工作。　　 DBPM处理器采用软件无线电架构,ADC尽量靠近射频输入信号,减少模拟信号处理,将信号处理工作主要在数字域实现。处理器的数字化提高了系统稳定性,降低复杂程度,并获得更高的分辨率。同时,嵌入式操作系统的使用方便了系统通信,使DBPM能有效嵌入光源的控制系统。　　 FPGA作为DBPM处理器的关键部分之一,主要承担BPM信号处理及其他系统辅助工作。本论文分两步实现算法研究工作:首先,在商业信号处理板上实现基于FPGA的BPM信号处理算法设计、评估与实现,性能达到预定要求;然后,将算法移植到自制硬件平台,实现DBPM系统整合。　　 论文首先设计了两种可获得逐圈位置信号的下变频信号处理算法:基于正交混频算法,基于DFT频谱计算算法。其中第二种算法是本论文的主要创新点之一,性能要好于目前普遍采用的第一种算法。根据算法特点与数字信号处理的特性,利用FPGA实现了两种算法。由于基于DFT算法需要消耗大量逻辑资源,只实现了两路信号处理。以正交混频为基础,设计实现了BPM信号完整处理,可获得逐圈(694kHz)、快应用(50/10kHz)、闭轨(10Hz)信号。同时,设计了多通道:DAGC(数字自动增益调节)模块,提高了系统性能,这是本课题的创新性之一。　　 编写EPICS IOC软件,对商业信号处理板搭建的DBPM系统进行了实验室和上海光源储存环束流测试,结果表明获得的束流逐圈、快应用、闭轨信号能正确监测束流运动情况。储存环流强为174mA,500个束团的填充模式时,进行了束流测试,测试结果表明逐圈位置数据分辨率达到0.84微米,快应用位置数据分辨率达到0.44微米,闭轨位置数据分辨率达到0.23微米,性能达到设计要求,与国际上商业DBPM性能相当。　　 算法移植到自制硬件平台进行了测试,能正确监测束流运动,逐圈分辨率达到微米级别。