EAST中央定時同步系統(tǒng)中分布式節(jié)點的設(shè)計.pdf

1、中央定時同步系統(tǒng)是EAST托卡馬克裝置總控系統(tǒng)的重要組成部分，主要負責(zé)在實驗過程中發(fā)送一系列統(tǒng)一觸發(fā)信號同步啟動各個子系統(tǒng)，從而協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)，使它們能夠按照總控系統(tǒng)給定的實驗運行模式投入運行，同時給所有的子數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一個統(tǒng)一的中央時鐘，以保證所采集的信號有較好的同步性。
　　 分布式節(jié)點是中央定時同步系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，是實現(xiàn)分布式控制，定時與同步信號輸出的終端設(shè)備，主要負責(zé)實現(xiàn)時序信號處理功能和以太網(wǎng)通信功能。一方面通過控制

2、網(wǎng)接受EAST可視化中央控制臺的管理和控制。另一方面從時序信號光纖網(wǎng)接收核心模塊提供的精確同步系統(tǒng)時鐘和觸發(fā)信號，從而同步所控制的子系統(tǒng)。
　　 本文以EAST托卡馬克總控系統(tǒng)為背景，在介紹了EAST分布式定時同步系統(tǒng)的組網(wǎng)方案之后，重點對分布式節(jié)點進行了設(shè)計。主要包括硬件和軟件兩部分；硬件部分包括以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)電路部分和時序信號處理部分。以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接口電路采用ARM7微控制器LPC2138和以太網(wǎng)控制器ENC28J60實現(xiàn)，較之前

3、的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計板級布線更加簡潔，成本更低。在時序信號處理電路采用現(xiàn)場可編程門陣列FPGA進行了實現(xiàn)，硬件描述語言使用verilog來實現(xiàn)，并對多通道的時鐘分頻和觸發(fā)延遲電路在modelsim仿真軟件上進行了驗證。驗證了該時序電路在功能上的可行性。
　　 以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的軟件部分采用嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ和輕量級以太網(wǎng)協(xié)議棧LwIP完成，并在LPC2138和ENC28J60的硬件平臺下進行了移植，同時編寫了telnet和w