基于盲目反卷积算法的核脉冲信号处理

提出一种新的核脉冲信号测量分析方法,采用盲目反卷积算法,在线去除采集信号的堆积,恢复基线,还原核脉冲信号。系统采用FPGA控制高速ADC对核辐射信号连续采样,上位机通过USB2.0通讯,采用具有高速传输特性的Slave FIFO模式实现数据实时采集,利用NI LabVIEW软件平台实现算法处理与显示。结果表明,该方法具有传输速度快、能实时测量与显示等优点。     

基于FPGA的高速核信号采集系统设计

描述了一种基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)的高速核信号采集系统的设计方案.FPGA作为控制核心,实现对高速Analog - to - Digital Converter(ADC)和Universal Serial Bus( USB)的逻辑控制和数字信号的采样、滤波、甄别、存储、传输处理,并使用异步First In First Out(FIFO)实现ADC数据采集模块和USB数据传输模块2个不同时钟域之间的数据传输,提高数据的吞吐率.最后利用上位机软件进行数据处理和绘图显示.测试结果表明,该系统能够实现核信号的实时、高效采集.     

基于FPGA的核信号高速采集系统的设计

对核信号高速采集系统的研究可实现数字核信号处理方法的改进与算法的验证,以及对数字化核能谱测量系统性能指标的提升具有重要意义。研发一套核信号高速采集系统,通过高速ADC将信号调理电路输出核脉冲信号进行采样,同时在FPGA系统中实现FIFO、USB接口传输功能,将采样后的数据经过FIFO缓存,再通过USB接口传送给后续计算机系统进行保存、显示与进一步处理。在搭建的核信号采集系统上进行测试,通过对5、10、20与33.3 MHz采样率下得到的核信号进行分析与讨论,表明该系统可有效地实现核信号的高速采集。     

基于FPGA的数字核谱仪中高速数字采集技术研究

数字核谱仪的高速实时数据采集能够对数字核谱仪中关键算法的调试起到关键作用。本设计以ALTERA公司的EP2C8T144C6现场可编程门阵列与高速USB数据采集芯片FT2232H为核心,设计并制作了USB高速数据采集系统,可以实现USB接口高速数据传输。核谱仪采集到的信号送入到FPGA中,经过内部FIFO存储器的缓存及算法处理,最后通过USB控制器将信号传输到计算机中,存储并显示出来。设计实现了28MByte/s以上的数据传输率,具有数据传输速度快,准确性高的特点,为进一步实现数字核谱仪高速信号采集奠定了基础。     

高速核脉冲信号数字存储示波器的研制

针对核脉冲信号数字化处理的研究需求及当前示波器的应用限制,以高速FPGA系统为核心,采用80 M高速ADC、信号调理电路和USB接口,设计了高速核脉冲信号采集器。通过PC机上编写的软件完成设置、采集数据的接收、显示和存储。设计了双触发模式,从而实现对核脉冲信号的两种采集保存方法,以便于对核脉冲信号的后续处理和研究。测试表明:该设计能够高速、准确地进行核脉冲信号的采集、显示和储存。     

基于FPGA的核信号高速采集系统设计

低速核采集系统无法满足高精度能谱测量对核信号采集的要求。设计制作了由前端电路、高速ADC、FPGA和微控制器组成的高速采集系统。高速ADC实现核信号的最高100 MSPS离散化操作,FPGA处理实现数字核信号的高速接收、存储,并响应上位机的操作命令,实现核数据的发送等操作。通过对FPGA的静态时序分析和实时核信号的采集测试表明:该采集系统具有实时核信号的高速采集能力,可应用于高精度能谱测量场合。     

便携式双通道多道核谱仪中数据采集系统的设计

介绍应用FPGA为核心芯片配合峰保电路、高速A／D转换电路以及USB接口电路实现了便携式双通道多道核谱仪中数据采集系统；给出了软硬件的实现方案和实验结果；该系统具有采集精度高、传输快等特点，同时为进一步实现多通道信号采集提供了很好的参考价值。     

基于USB接口的高速多道脉冲分析系统

介绍了一种4 096道高速多道脉冲幅度分析数据采集系统。该系统下位机以单片机为核心,由脉冲峰值采样器、低功耗A/D转换器和双端口RAM构成核脉冲的高速采集系统,本系统缩短了脉冲分析响应时间,提高了测量精度。采用USB接口与微机进行数据通讯,传输速度快,通用性强。     

基于SOPC架构的脉冲磁场数据采集系统

提出了一种嵌入式高速高精度脉冲磁场数据采集系统的设计方案,基于先进SOPC技术,在FPGA中嵌入了32位Nios Ⅱ软核系统,实现脉冲磁场信号的采集、处理、存储、传输等功能.该系统具有设计灵活、数据处理速度快、精度高和扩展性好等优点.     

基于DSP+USB的放射性污染监测现场数据采集系统设计

针对放射性污染监测现场对现场数据高速、实时采集的需求,设计了一种基于DSP和USB2.0为核心的放射性信号数据采集系统,并介绍了该系统的总体结构和具体的软硬件实现方案。该系统将DSP高速的运算速度和数据处理能力、FPGA强大的逻辑处理能力以及USB高速传输速度相结合,构建了一套高速实时的放射性数据采集系统,具有速度快、逻辑处理能力强、稳定性高等优点,该系统在现场测试表现出较好的效果。     

An USB-based time measurement system

<正>In this paper,we report the electronics of a timing measurement system of PTB(portable TDC board), which is a handy tool based on USB interface,customized for high precision time measurements without any crates. The time digitization is based on the High Performance TDC Chip(HPTDC).The real-time compensation for HPTDC outputs and the USB master logic are implemented in an ALTERA's Cyclone FPGA.The architecture design and logic design are described in detail.Test of the system showed a time resolution of 13.3 ps.     

Development of a real-time magnetic island reconstruction system based on PCIe platform for HL-2A tokamak

A real-time magnetic island reconstruction(MIR) system based on PCI express platform for HL-2 A tokamak is introduced. The front-end analog circuit and high performance analog-to-digital converters complete high-precision synchronous sampling of 18 channel Mirnov signals, and the application of PCIe platform and direct memory access technology enables high speed data transmission between graphics processing unit and field programmable gate array(FPGA).FPGA, as a mainstream high speed parallelizable computing tool, was used to implement the MIR algorithm, while a parameter table is established in an external double data rate SDRAM to improve the computational efficiency. The software of the MIR system is developed with Compute Unified Device Architecture 8.0 in Centos 6 system, which mainly realizes driver development, data transmission, network communication, parameter calculation and system control. This system has been tested in HL-2 A plasma discharge experiment, and the reconstructed magnetic island structure can achieve a spatial resolution of 1.02 cm while the time resolution can reach 2 ms.     

重离子治癌加速器高速实时数据传输系统研制

分析了重离子治癌专用加速器对部分同步数据和过程数据的传输要求,提出并实现了一种高速率、可纠错、远距离的实时数据传输系统,以提高加速器同步和控制的效率和可靠性。系统优化了传统系统的硬件配置和布局。采用PXI、FPGA、SDRAM与远距离千兆光纤模块相结合的系统构架,替代了原数据传输过程中低速、近距离、抗干扰性不强的数据通路和处理器件。软件上,通过对两片FPGA的编程,在系统后端实现了PXI接口和DMA相结合的方式与加速器服务器进行数据交互;在系统前端实现了800 MHz载波100 MHz基带信号的实时、远程、高速串行帧传输。通过该数据传输系统,保证新加速器系统的同步事例、电源波形等实时数据在服务器和远端控制器之间的高效传输。     

手持式单板500MHz采样率数字化多道设计

针对Cs2LiYC16:CE(CLYC)闪烁晶体、掺硼塑料闪烁体等中子/γ探测器的电流脉冲波形的甄别,需要高速数字化多道脉冲幅度分析器。采用直接耦合方式设计高速模拟前端电路,将高速模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)配合现场可编程逻辑门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)芯片实现数字化设计,在FPGA内部实现了高速数字滤波、脉冲幅度提取、基线扣除、谱线存储与传输等功能。通过嵌入式的Power PC内核,实现替代外部控制器的复杂时序功能,并挂接通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)外设芯片实现与外部计算机的高速双向数据传输。本文还设计了低噪声、大电流的开关电源,最终实现了可脱机独立运行的手持式单板高速数字多道。通过实测数字多道的模拟前端电路大信号带宽达110 MHz,小信号带宽达200 MHz,实时采样率为500 MHz,脉冲计数通过率大于107 s-1,线性度达0.999 8,连接NaI(Tl)、掺硼塑料闪烁体、LaBr_3(Ce)等闪烁体探测器实测谱线合理,满足实际使用要求。     

Design of data transmission for a portable DAQ system

Field Programmable Gate Array （FPGA）, combined with ARM （Advanced RISC Machines） is increasingly employed in the portable data acquisition （DAQ） system for nuclear experiments to reduce the system volume and achieve powerful and multifunctional capacity. High-speed data transmission between FPGA and ARM is one of the most challenging issues for system implementation. In this paper, we propose a method to realize the high-speed data transmission by using the FPGA to acquire massive data from FEE （Front-end electronics） and send it to the ARM whilst the ARM to transmit the data to the remote computer through the TCP/IP protocol for later process. This paper mainly introduces the interface design of the high-speed transmission method between the FPGA and the ARM, the transmission logic of the FPGA, and the program design of the ARM. The theoretical research shows that the maximal transmission speed between the FPGA and the ARM through this way can reach 50 MB/s. In a realistic nuclear physics experiment, this portable DAQ system achieved 2.2 MB/s data acquisition speed.     

高速SPI通信在多道能谱仪中的实现

基于在ARM+FPGA多道能谱仪中,ARM与FPGA之间的通信速度对数据采集的实时传输具有重要影响,因此本文将SPI通信应用于两者之间进行数据传输,利用ARM自带SPI接口和FPGA上编写SPI模块实现彼此间高速通信,经过仿真、验证和实际应用测试表明该方法能使仪器正常稳定高速工作,而且可移植性强。     

基于大学核物理实验的数字化MCA的研制

介绍了一种用于大学核物理教学实验的基于FPGA全数字化多道脉冲幅度分析器(MCA)的研制。系统采用全数字化方法对输入的脉冲信号高速数字化,然后送入FPGA进行数字寻峰、记录、谱处理,并在主机上显示。给出了数字寻峰的原理,利用双甄别阈值提高系统的抗干扰能力;针对ADC的非线性对系统造成的影响,研究修正算法,保证数据采样的道宽均匀性;鉴于MCA采样存储的数据量大的特点,采用双RAM并行工作方式,将传输数据和计数存储分开处理,减少死时间及数据的溢出;在终端显示方面,主机通过USB总线实现了系统实时监控和能谱数据传输。通过实验对比了该系统与商用MCA的性能,取得了很好的测试效果。     

BELLEII实验高速数据接收板的设计

在高能物理实验中,随着加速器和探测器性能的提高,数据获取系统正面临着越来越大的海量数据实时可靠传输的挑战。BELLEII探测器是运行在SuperKEKB高亮度加速器上的新型探测器,其数据获取系统也面临这一难题。基于FPGA的高速数据接收模块(HSLB)作为数据获取系统的数据传输核心,采用RocketIO技术实现高速串行数据传输,满足速率3.125 Gbps的设计要求;与专用接口连接的CPLD作为控制芯片在线配置FPGA固件,提供快速硬件程序加载,高速链路共享,高速数据传输和慢控制命令传输的功能。论文详细描述了高速数据传输模块的硬件设计、在线配置FPGA的实现方案。经过测试,该模块成功实现设计目标,并已经按工程进度进行了小批量生产。     

基于FPGA+DSP的核信号数字时间谱仪设计

针对核电子学中核脉冲信号的高速实时数字化处理,设计了基于FPGA+DSP的两通道核信号数字时间谱仪。该实验平台基于数字恒比定时(dCFD)原理,采用高速运放和ADC进行模拟信号成型采样,数字信号送入FPGA完成波形判选、数据缓冲、FIR滤波和基线恢复,利用DSP实时信号重构和函数定时,通过USB2.0接口与上位机通信。该系统的主要特点是具有模数电路的高度集成、数字信号的实时运算,接近模拟定时的精度。