MIC1測試平臺數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著高能物理實(shí)驗(yàn)不斷的發(fā)展，各種粒子探測器技術(shù)也都在不斷的發(fā)展創(chuàng)新。其中單片有源像素傳感器(Monolithic Active Pixel Sensor，MAPS)因像素結(jié)構(gòu)簡單、位置分辨率好以及響應(yīng)時(shí)間快的特點(diǎn)被許多研究小組所推崇，成為目前粒子探測器技術(shù)研究的熱點(diǎn)。為了進(jìn)行MAPS相關(guān)領(lǐng)域的研究，我校自主研發(fā)設(shè)計(jì)了一款MAPS芯片MIC1(MAPS In CCNU)。為了測試其性能，需要設(shè)計(jì)一套相應(yīng)的測試平臺，而數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)又是測試平

2、臺的重要組成部分。因此，研究MIC1測試平臺及其數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)成為繼MIC1設(shè)計(jì)之后的重要工作。
　　 本文所論述的MIC1測試平臺主要由系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件兩部分組成。其中，系統(tǒng)硬件是以FPGA為核心的前端讀出電子學(xué)系統(tǒng)，主要任務(wù)為利用高速ADC采集電信號，通過USB將獲得的數(shù)據(jù)送往上端PC；系統(tǒng)軟件則是運(yùn)行在上端PC機(jī)的數(shù)據(jù)獲取(DAQ)系統(tǒng)，主要任務(wù)為從前端讀出電子學(xué)中獲取數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)組裝成數(shù)據(jù)段后存盤，然后進(jìn)行分析處理，獲

3、得相應(yīng)的測試信息。
　　 本文首先介紹了MIC1測試平臺的項(xiàng)目背景、研究意義以及國內(nèi)外IC測試平臺數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀；然后對測試平臺數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的功能和性能做了詳細(xì)的需求分析。并在此基礎(chǔ)之上，提出了基于ADC+FPGA+USB2.0結(jié)構(gòu)的高速數(shù)據(jù)傳輸方案；完成了Windows和Linux環(huán)境下的USB固件開發(fā)、USB設(shè)備驅(qū)動及基于驅(qū)動的上層接口庫函數(shù)開發(fā)和DAQ應(yīng)用程序的開發(fā)；實(shí)現(xiàn)了上位PC機(jī)對下位讀出電子學(xué)部分的命令下發(fā)和