μ子鉴别器电子学读出系统FPGA配置方法

在我们设计的北京谱仪第三代μ子鉴别器电子学读出系统中,一条数据链上连接了16块前端电路板（FEC）,每块板上均放置一片FPGA芯片。通过研究和试验,在Altera公司提供的原PS配置方式的基础上增加LVDS驱动和控制芯片,实现了在30m外同时配置16块FPGA芯片;同时,也实现了利用单片机对FPGA配置芯片做JTAG方式编程,从而解决了所有的配置编程问题。     

前端电子学系统板的故障定位研究

因为最新研发的250块ALICE/PHOS前端电子学FEE系统板的部分器件在无铅焊接中被部分或完全损坏.为了不影响FEE系统性能,准确定位FFE系统板上与FPGA相关的故障,在对ACEX系列FPGA的配置机制进行深入研究的基础上找到了一种定位FEE系统板故障点的方法.文章着重研究了多器件的JTAG配置、基于EPC系列配置器件的PS配置和FPGA的自动重配置等问题.FEE系统板的大量测试和维修结果证明,该定位方法能准确、快速地定位FEE系统板上与FPGA器件相关的故障点.     

VME总线在线"从串模式"配置FPGA的设计与实现

本文介绍了在线配置FPGA硬件设计及工作原理.所设计的系统可以使FPGA的配置数据通过VME总线写入到一片Flash Memory中,并在加电时或使用命令的方式通过Flash Memory来配置FPGA.另外,FPGA的配置数据还可以直接保存在PC机终端上,而不是Flash Memory中,在需要时,通过VME总线直接将配置数据配置给FPGA.     

基于辐射回避的SRAM型FPGA瞬时电离辐射效应测试系统研制

介绍了瞬时电离辐射环境中SRAM型FPGA配置存储器测试的实现方法,提出了将辐射回避应用于FPGA瞬时电离辐射效应测试的方法,设计了可辐射回避的在线测试系统,并对FPGA进行了瞬时电离辐射效应实验。结果表明,测试系统能准确、可靠地进行配置存储器测试,辐射回避是实现大规模集成电路瞬时电离辐射效应测试的有效手段。     

大面积GEM中子探测器高计数率读出电子学系统研制

研制并测试了GEM中子探测器的512通道高计数读出电子学系统，以满足中国散裂中子源高效率、高分辨、高通量二维位置灵敏中子探测器的需求。系统以Kintex-7 FPGA作为系统控制和数据分析的核心，使用8块AS20Board前端芯片对灵敏面积为200 mm×200 mm的探测器的两个维度的信号进行读出，读出通道为256×256。读出数据经FPGA分析后通过千兆以太网传输至计算机显示。计算机可通过千兆以太网发送配置指令对前端采样电路和FPGA算法进行配置。系统与探测器组装后在中子束流实验中测得系统最高瞬时计数率为（1.2±0.1）×106 s^-1，系统运行稳定，受噪声干扰小。     

大面积GEM中子探测器高计数率读出电子学系统研制

研制并测试了GEM中子探测器的512通道高计数读出电子学系统,以满足中国散裂中子源高效率、高分辨、高通量二维位置灵敏中子探测器的需求。系统以Kintex-7 FPGA作为系统控制和数据分析的核心,使用8块AS20Board前端芯片对灵敏面积为200 mm×200 mm的探测器的两个维度的信号进行读出,读出通道为256×256。读出数据经FPGA分析后通过千兆以太网传输至计算机显示。计算机可通过千兆以太网发送配置指令对前端采样电路和FPGA算法进行配置。系统与探测器组装后在中子束流实验中测得系统最高瞬时计数率为(1.2±0.1)×10~6 s~(-1),系统运行稳定,受噪声干扰小。     

高能物理实验中电子学逻辑在线升级功能的实现

大型物理实验中电子学逻辑经常需要在线升级,现场可编程门阵列器件(FPGA)的大量使用使得在线升级成为可能.介绍了一种通过串行Flash和复杂可编程逻辑器件(CPLD)采用被动串行模式(PS)配置FPGA芯片的方案,可以实现电子学系统的上电自动配置、远程更新配置文件和系统运行模式的切换.给出了方案的基本原理、系统框图和硬件电路.     

一种便携式远距离无线电测距系统设计

针对传统超声、雷达、图像等测距方法存在的传输距离近、可靠性差、价格昂贵等问题,设计了基于双GPS的便携式远距离无线电测距系统,该系统集控制、存储、通信等模块于一体,实现了远距离无线电测距,且便于携带和探测.实验表明,当两地距离为35 m时,测量结果在34.3～36.1 m之间,误差范围为3.2％；当距离为2km时,误差...     

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USB2.0的小型工业CT数据采集系统的研制

针对小型工业CT系统探测器数量不多、体积小、传输距离不长等特点,设计了一种基于小间隔探测器、FPGA和USB2.0的数据采集系统。系统选取X-CARD 0.2-256G作为探测器芯片。主控芯片FPGA控制前端探测采集的时序并缓存数据,再通过USB接口芯片EZ-FX2LP CY7C68013A把数据上传给PC机便于以后的图像重建。该系统已通过实验验证,结果表明USB传输速度可达33.2 MB/s,能满足小型工业CT数据采集的要求。