核数据获取系统中高速数据传送方法的研究

在核数据获取和分析系统中,需要将瞬态参数快速转换,存入内存或外存,这需要一个高速传送接口及相应的软件来支持、本文提出了几种设计方法,并就各方法进行比对研究,对于某些方法还给出了具体应用实例。     

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。     

高速数据转换逻辑的设计与实现

论述了高速效据转换逻辑的设计与实现，详细介绍了系统的构成、逻辑的实现以及存储器的使用等关键问题的设计方法，在高速路由器研发中具有典型的意义。     

多道能谱仪ARM与FPGA高速数据并行通信设计

采用并行传输方式,在ARM与FPGA之间进行数据的传输。在FPGA中建立双口RAM模块,将处理后的数据缓存在双口RAM中,利用ARM自带的FSMC接口读取双口RAM中的数据,实现ARM与FPGA之间的高速通信。通过Modelsim仿真、多道能谱仪实际应用测试,结果显示该通信方式能使仪器正常稳定高速工作,脉冲通过率在1M/s以上,能解决多道能谱仪中ARM与FPGA之间数据通信问题。     

海量存储系统中磁带文件缓存管理

针对磁带库的数据访问特点,根据高能物理领域的实际需求,提出了分组协同缓存策略.这一策略以缓存模型为基础,结合本地缓存与协同缓存的优点,把缓冲区分成不同的组,不同组的缓冲区之间相互独立;同一组的缓冲区由网络上不同节点上的磁盘组成,这些磁盘之间相互协作.还对该缓存策略的目录管理、更新算法、一致性等问题进行了详细分析.实验说明,该策略能很好的满足高能物理领域的数据处理和海量存储需求.     

基于SRIO的高速射频信号存储系统的开发

为满足CSNSRCS射频系统对短时间内大量射频信号数据记录和存储的要求,开发了基于PCI Express总线和Serial RapidIO互联通信技术的高速射频信号传输与存储系统。系统采用Xilinx FPGA作为主控制器实现协议包的解析、数据的DMA传输和动态缓存,再配合高速的SSD固态硬盘能够实现高达2 GB/s的数据传输和写磁盘存储速率。     

基于WEB的BES数据存储系统模型

讨论了基于WEB的数据存储系统模型的系统结构和基本方法。从BES数据结构分析、数据处理过程、系统结构设计、实验方案选择、关键技术以及图像处理等方面详细介绍了系统模型的实现过程，守成了从系统实验软硬件平台的建立到数据装入、数据库建立、数据存取、数据远程处理以及数据图形处理等功能。     

基于FPGA的反应堆控制保护系统电磁兼容性设计

在基于现场可编程门阵列(FPGA)的反应堆控制保护系统设计中,针对各种电子设备的电磁干扰,通过在硬件设计中采用信号隔离、消噪、消激和阈值调节电路等抗干扰措施,并利用软件提高抗干扰能力,实现了电磁兼容性设计,为反应堆控制保护系统提供了较强的抗电磁干扰能力,确保了反应堆的安全、可靠和稳定运行。     

一种使用FPGA设计的DRAM控制器

本文比较了ＤＲＡＭ控制器的几种方法，指出使用ＦＰＧＡ设计ＤＲＡＭ控制器的优点。并给出一个设计实例，结合其数据流特点，详细描述了使用ＦＰＧＡ设计ＤＲＡＭ控制器的方法。     

核信息终端FPGA控制设计

描述了核信息终端数据采集系统中FPGA的控制功能设计与实现。根据终端数据采集系统的硬件结构,采用VHDL语言对FPGA的控制功能进行了模块化设计,实现了高速数据的采集控制、数据缓存与传输等功能。结果表明,运行结果满足终端对数据采集的功能需求。     

基于FPGA的多路数据采集系统的研究与设计

针对VSP系统对测井数据并行采集的要求,采用FPGA作为核心控制器,结合ADS1252模数转换芯片、SDRAM存储芯片和RS485通信技术构建了多路数据采集系统。利用Verilog编写有限状态机实现FPGA控制多路ADC并行采集和SDRAM的存储操作,并能够对多路数据并行采集和正确存储,使系统具有实时性强、电路简单、干扰噪声低等优点。通过signaltap对该系统的采集和存储效果进行在线测试,并结合matlab仿真对比分析,验证了系统的可靠性和准确性。     

基于高速采样ADC的多通道数据采集系统设计

对大型高海拔空气簇观测站(LHAASO)读出电子学系统中波形取样和重建进行了初步研究,提出了基于500 MHz,12bit ADC的数据采集系统的设计和测试结果.     

用于螺旋CT的数据采集设计方案

对于工业螺旋CT的应用,针对其实时性、数据量大的特点,提出了数据采集系统的设计和实现方法.采用双CPU的系统的设计,一块负责用DMA的方式把CT数据从前置放大器传送到FIFO,另一块负责将FIFO中的数据通过无线网络传送到主控站进行进一步处理.该设计已在现有工业CT中得到应用.     

基于FPGA的高速以太网流量发生器

采用高速以太网作为通信介质的高速传感器网络的开发过程中需要对节点的诸如自定义协议的正确性、吞吐能力、丢包率等指标进行测试.。用软件产生以太网流量存在精确性不足等问题,因此需要一款硬件平台产生可自由配置任意格式、长度、帧间隔、填充模式的高速以太网帧流量,以满足系统测试的需要。基于FPGA可以实现这样一个帧发生器,它与传统的逐层封包不同,创造性地采用了与数据并行置入的填充类型选择域作为配置数据,满足了灵活填充的要求。这样的结构具有高速性、灵活性和可扩展性,可全线速产生千兆或百兆以太网帧流量。     

基于FPGA和USB 2.0的双路线阵CCD数据采集系统设计

讨论了一种基于FPGA和USB2.0接口的双路线阵CCD(电荷耦合器件)数据采集系统的设计.分析了TCD1001P的驱动时序及其设计方法,简单介绍了USB控制器EZ-USB FX2(CY7C68013)的GPIF(通用可编程接口)工作模式,以及其固件程序、windows驱动程序的设计.     

基于FPGA的高速数据中心设计

在大规模数据采集系统中,数据中心承担将碎片化的采集数据进行高速可靠远距离传输的任务。现有的数据中心通常利用网卡,配合TCP/RUDP等软件协议实现该功能,但数据率和带宽利用率受报文长度制约。本文利用FPGA、千兆以太网和PCI-e接口,搭载基于硬件的可靠传输协议,配合上位机软件,设计了一种新型的数据中心。测试表明该数据中心带宽利用率可达99.9%,实现了报文长度无关的高速可靠数据传输。     

基于FPGA的电荷测量系统设计

介绍了一种基于FPGA的电荷测量系统.该系统具有并行、高速、高精度的数据处理能力.系统输入信号首先经过模拟调理电路放大、成型、滤波,然后送给ADC进行采样,采样后的数据送到FP-GA内部进行处理,最后通过USB总线传送到上位机.系统设计主要包括前端模拟信号的调理部分、ADC模数转换部分,FPGA处理和USB接口部分.最后给出了整个系统的测试结果.     

基于USB和FPGA的多功能数据采集系统

设计并实现了一种基于USB接口的多功能数据采集系统。该系统支持4路模拟信号输入,通过高速ADC进行采样,数字化后的数据由FPGA进行处理,可实现波形采样、脉冲计数、多道脉冲幅度分析、电荷分配法信号读出等功能。下位机硬件和PC通过USB接口通信,上位机软件采用Labview编写,负责初始化硬件以及参数配置,读取采集数据并进行数据在线处理以及结果的实时显示。     

基于ARM的上海光源数字化束流位置探测器数据获取系统中FPGA设备驱动的设计

针对上海第三代同步辐射光源中束流位置测量的数据传输问题,设计了基于ARM处理器AT91RM9200的数据获取系统的硬件电路结构,并对Linux下的驱动开发进行了分析。通过内存映射机制实现了FPGA的设备驱动,并通过用户应用程序完成对FPGA设备的操作。