通用粉末衍射儀電子學(xué)系統(tǒng)控制電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、中國(guó)散裂中子源(CSNS)是由高能質(zhì)子打靶產(chǎn)生脈沖式中子源的大型科學(xué)裝置。通用粉末衍射儀(GPPD)是CSNS首批建設(shè)的三臺(tái)譜儀之一，通過對(duì)物質(zhì)的磁和晶體兩方面的研究，滿足了物理、納米科學(xué)、化學(xué)、生物以及材料科學(xué)等領(lǐng)域的工業(yè)和研究要求。GPPD譜儀采用二維位置靈敏探測(cè)器(SSND)探測(cè)中子，閃爍體將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)并由光電倍增管放大輸出，經(jīng)電子學(xué)系統(tǒng)獲取到達(dá)探測(cè)器的中子飛行時(shí)間信息，并將信息送到后端的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，供用戶分析和使用。<

2、br>　　以CSNS的GPPD電子學(xué)系統(tǒng)為背景，通過專業(yè)學(xué)習(xí)和芯片調(diào)研，設(shè)計(jì)了一款基于Xilinx公司Spartan6系列型號(hào)為XC6SLX75T FPGA的電子學(xué)控制電路，并制作了6層PCB板，在ISE14.4環(huán)境下完成FPGA固件開發(fā)，主要實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)信號(hào)和用戶數(shù)據(jù)的傳輸。實(shí)時(shí)信號(hào)傳輸是基于Aurora協(xié)議光纖傳輸，采用8B/10B編解碼，以線速度2.5 Gbps速率、幀控形式傳輸實(shí)時(shí)信號(hào)，此方式傳輸省去了傳統(tǒng)電纜傳輸實(shí)時(shí)信號(hào)帶來(lái)的大

3、量電纜鋪設(shè)問題;用戶數(shù)據(jù)是基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議傳輸，通過TCP/IP協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C上，供用戶分析查看，此傳輸方式將原本屬于主機(jī)CPU有的工作轉(zhuǎn)移到控制電路上完成，減輕了CPU負(fù)擔(dān)，加速了網(wǎng)絡(luò)處理能力。
　　基于控制電路板，針對(duì)實(shí)時(shí)信號(hào)光纖傳輸做了傳輸延時(shí)和抖動(dòng)測(cè)試，針對(duì)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸做了驗(yàn)證。測(cè)試結(jié)果表明:Aurora協(xié)議光纖傳輸實(shí)時(shí)信號(hào)最大傳輸延時(shí)不超過600 ns，最大傳輸抖動(dòng)不超過4 ns，滿足系統(tǒng)最大傳輸延