BES III触发系统与TOF读出电子学系统控制信号的远距离传输

介绍了BES Ⅲ改造工程中主触发系统与飞行时间计数器电子学系统之间的控制命令以及状态信号的远距离同步传输问题的解决方案。该电路基于高速光纤传输,采用现场可编程门阵列芯片和专用芯片,具备自动纠错和从错误中自动恢复的能力,设计可靠、灵活,通过测试证明符合北京谱仪的需求。     

基于LVDS技术的高密度信号同步传输在BESIII TOF触发子系统中的实现

在北京谱仪BESIII升级改造工程TOF触发子系统的设计中,提出了采用LVDS电平扇出触发处理结果的方案,以获得足够的驱动以及抗干扰能力.考虑到传输数据量非常大,为了节省空间以及提供传输效率,决定引入并串/串并转换传输技术并设计了相应的接收板对其进行深入研究.通过结合FPGA中FIFO的同步功能设计,成功实现了多通道LVDS并串/串并转换传输的同步接收,从而在一个9U VME背板总线后插数据传输模块上完成了全部TOF触发处理结果的高密度同步输出.同时也为复杂仪器系统中高速大量数据的实时同步传输和接收提供了一个可靠且高效的解决方案.     

高速可靠的工业CT数据传输系统研制

为满足工业CT数据传输的大容量、高速度和高可靠性要求,设计了基于USB2.0接口芯片的工业CT数据传输系统。在数据传输过程中,FPGA作为主控制器,USB2.0芯片CY7C68013A工作于Slave FIFO模式,将从数据采集系统获得的数据传输给上位机进行图像重建。测试结果表明,数据传输速度可达33 MB/s,传输准确率为100%,该系统能满足工业CT数据传输的要求。     

BES-Ⅲ TOF子触发系统中高速数据传输的实现

升级中的北京正负电子对撞机谱仪的飞行时间计数器触发子系统,需进行大量高速数据的吞吐:在41.7MHz的同步时钟控制下从前端读出电子学接收368路快时间击中信号,并向主触发逻辑实时发送4位击中数信息、3位背对背信息,向径迹配对逻辑实时发送136位位置信息,且每16个事例须向DAQ系统提供所有有效事例的数据包.以供离线分析.在该系统的研制中,我们分别或同时利用并串,串并转换、光纤、LVDS、VME总线等不同层面的技术手段实现了不同对象的触发判选信息的传递,本文对此进行了详细介绍.     

八通道串行FADC的波形取样电路的初步设计

介绍了一种用于高能物理实验系统的串行的八通道FADC波形取样电路的设计考虑和工作过程.侧重介绍了波形采样原理,并使用FPGA完成串并转换和流水线缓冲存储.     

针对江门中微子实验中预研电缆电气性能的测试系统设计与研究

本文提出和设计了一款针对江门中微子(JUNO)实验中预研电缆的测试系统,对自定制的超五类电缆实现了在快速以太网传输下,时钟抖动、串扰、误码和以太网传输等电气性能的测试功能。     

小型辐照样品快速传输系统研制

为减少操作人员在样品辐照实验中受到的辐照剂量,进行了以气动控制实现小型辐照样品快速传输的研究.快速传输系统气动回路的通断以及换向控制等由电气控制部分实现.主程序实施系统的初始化,并检测手动/自动转换开关位置,调用相应的子程序实现手动或自动操作.自动子程序实现辐照样品到前端样品存储盒的自动传输;手动子程序完成系统的放气、辐照样品的前进和后退等功能.本文从硬件和软件设计两方面详细介绍了该系统的实现方法.     

一种适用于探测器读出系统的LVDS芯片的研制

研制了一种适用于高能物理中探测器读出系统的LVDS芯片,采用极低的电压摆幅实现高速差动传输数据,可以实现点对点或一点对多点的连接和传输。芯片包括驱动和接收两部分,均采用0.35um/3.3 V CMOS工艺设计,测试结果显示芯片基本达到预期研制目标。     

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。     

新型仪器中子活化分析自动换样系统设计

设计了一套用于仪器中子活化分析(INAA)的新型自动换样系统。整个系统由组态王KingView6.55软件控制,其中自动进样装置每次可装载200个样品,且具有样品自动排队循环测量功能。样品转换器替换了原三叉管,并同时可为三套HPGe探测器提供传输待测样品。在传输管道关键节点上安装有光电传感器,实现了样品传输过程的实时监测,提高了样品传输的可靠性。     

基于FPGA芯片的伽马能谱数据采集系统的研制

叙述了一种基于单片FPGA芯片的伽马能谱数据采集系统.该系统与传统伽马能谱仪相比,一个显著的特点是,可以实现参考源的自动稳谱.着重介绍了APA600芯片的特点和该数据采集系统的工作原理.单芯片的设计可进一步简化电路,提高系统的可靠性.     

螺旋CT用无线数据传输系统的方案设计

针对螺旋CT传输系统的结构和特点,在分析几种无线传输技术的基础上提出了基于UWB技术的数据高速无线传输方案;并对该方案进行了完整设计,验证了其可行性。以UWB无线集线器作为系统的无线模块,来实现数据的无线传输;利用FPGA器件作为系统的主控制器,通过对其编程来满足系统各模块的控制时序要求;对两块SDRAM芯片进行乒乓操作来实现系统的大容量缓存机制;采用USB2.0接口实现传输板卡与无线UWB模块的高速无缝连接。实验结果表明,该系统在3 m以内传输速率可达16.8 Mbitps,且传输准确率达到100%。基本满足线阵螺旋CT数据传输要求。     

伽马暴偏振仪1553B终端设计

设计了基于51系列单片机控制的1553BRT(RemoteTerminal)终端系统,用于伽马暴偏振仪(POLAR)与卫星平台TG-2号之间的科学数据、工程数据以及遥控指令的传输。设计中采用BU-65170芯片作为RT终端系统的1553B协议芯片。通过设计1套基于1553B功能板卡的BC(BusController)模拟器,测试了POLAR1553BRT终端系统的数据通讯功能。测试结果表明,所设计的基于51系列单片机控制的1553BRT终端系统数据通讯稳定可靠。     

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。     

基于以太网传输的高速32通道数据采集系统

本文介绍了一种基于以太网传输的32路高速数据采集系统,该系统主要用于核燃料棒质量检测中,可以对核燃料棒检测传感器发送的数据进行采集和分析。该系统包括数据接收模块、系统控制模块、网络通信模块和上位机数据分析控制软件四个部分。系统使用FPGA来进行数据的接收和计数,使用ARM作为整个系统的主控芯片来控制各个模块之间协调运行,同时利用ARM对数据进行组包并将组包后的数据通过以太网传输到上位机,最后由上位机对数据采集装置上传的数据进行接收和处理。经测试证明系统工作稳定,可以达到工业检测要求。     

CMOS硅像素探测器测试系统设计

针对环形正负电子对撞机(CEPC)最内层的顶点探测器而研制的CMOS硅像素探测器已经提交首次流片。为了采集探测器的数据进而研究前端芯片的性能,基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)设计高速数据传输的测试系统,该系统以PCI Express总线模式进行高速传输数据。对系统性能的测试表明:数据传输速度能达到6Gb/s,传输的数据量和误码率性能均满足CMOS硅像素探测器芯片的测试要求。     

GEM探测器数据采集系统设计

介绍了重心读出GEM位置灵敏气体探测器中,基于USB2.0总线的数据采集电子学设备的设计及实现.采用CYPRESS公司CY7C68013A微通讯控制器、高速ADC芯片和现场可编程芯片组成的电路板,实现了数据的高速采集、高速缓存和高速串行传输.采集速率达到20 MByte/s,满足了探测器对数据采集和传输的要求.     

基于CCD接收模拟光信号的数据获取系统的设计和研究

介绍了一种高速线阵CCD的数据采集及光纤传输系统的设计.系统中使用了八个线阵CCD芯片进行测量,针对CCD视频输出信号的特点,对信号进行了前置放大,相关双采样等处理,有效地抑制了噪声.实现了1.6 Gbps的串行数据光纤发送.     

基于组态软件的辐照样品自动传输辅助控制系统

辐照样品自动传输辅助控制系统由工控机作为控制平台,利用数字量输入/输出卡建立系统状态检测与输出控制阵列,采用监视与控制通用系统(MCGS)组态软件实现了对样品传输流程的时序控制、样品传输的跟踪显示、控制系统的操作自动化.结果表明,该辅助控制系统性能稳定、安全、可靠,很好地满足了工业自动化对样品传输的控制要求.     

基于PCI总线的氡室检测系统

介绍了FPGA与PCI总线在氡室检测系统中的应用优势、总体设计原理。并对PCI总线在氡室检测系统中的具体硬件系统结构、控制芯片与驱动软件设计,与PCI总线对核谱转换的传输性能作了阐述。