基于MicroTCA架構(gòu)的束損探測(cè)器AMC DIO板卡設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間：2020-12-13 01:38
隨著加速器產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)事例數(shù)量越來(lái)越大,對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群蛯?shí)時(shí)性要求也越來(lái)越高,以往基于VXI、VME、PXI等背板總線已無(wú)法滿足其需求。而通信領(lǐng)域的MicroTCA（Micro Telecommunications Computing Architecture）系統(tǒng)架構(gòu)則能很好的解決關(guān)于大數(shù)據(jù)量和高速傳輸?shù)膯?wèn)題。目前在加速器領(lǐng)域MicroTCA的應(yīng)用越來(lái)越多,新一代的FAIR（反質(zhì)子與離子研究設(shè)施,Facility for Antiproton and Ion Research）、XFEL（X-ray Free Electron Laser）、日本第三代同步輻射裝置Spring-8及SLAC、ANL等研究所的加速器裝置都采用了MicroTCA系統(tǒng)。HIAF（High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility）裝置也擬采用MicroTCA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)束損探測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制。論文根據(jù)束診束損探測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際需求設(shè)計(jì)了首款符合MicroTCA.0和AMC.0規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的具備光纖收發(fā)模塊、基于FPGA處理的帶DDR2存儲(chǔ)和PCIE高速總線傳輸和符合IPMI...
【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】：96 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
電流型電離室氣體探測(cè)器
；尺寸滿足常規(guī)設(shè)備的 300mm 深度、19 英寸寬度標(biāo)準(zhǔn)，支 AMC 模塊散熱功率為 20-80W，溫度工作范圍-40℃－+展系統(tǒng)可靠性為 99.9％－99.999％，使用壽命最少滿足 架構(gòu)及背板總線[11]icroTCA.0 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議可知，通常一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 MTCA 應(yīng)用平箱、電源模塊、散熱冷卻模塊、MCH 交換模塊及功能 成。通常會(huì)在 MTCA 系統(tǒng)中采用兩個(gè) MCH 模塊、兩個(gè)電 4 個(gè)）、兩個(gè)散熱模塊進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性最多可同時(shí)插入 12 個(gè)符合 PICMG AMC.x 標(biāo)準(zhǔn)、遵循 IP]。圖 2.1 為 MicroTCA 系統(tǒng)架構(gòu)的典型標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)框圖。
圖 2.2 MCH 詳細(xì)架構(gòu)框圖.2，在 MCH 中，MCMC 是 MCH 模塊的主要控制單元，具 AMC 板進(jìn)行控制監(jiān)測(cè)，Switch Fabric 部分實(shí)現(xiàn)高速串行數(shù)個(gè)系統(tǒng)通過(guò) MCH Update Channels 可實(shí)現(xiàn)多達(dá) 4 個(gè) MCH 互個(gè) AMC 模塊的數(shù)據(jù)交換。同時(shí) MCH 還具有時(shí)鐘信號(hào)、up理信號(hào)、JTAG 測(cè)試等功能[23]。TCA 系統(tǒng)中電源和散熱模塊是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分 EMMC 管理控制單元，和 MCH 進(jìn)行通信，接收 MCH 發(fā) 上傳相關(guān)信息，遵循 IPMI 2.0 協(xié)議，尺寸和 AMC 模塊相同MC 模塊之間的數(shù)據(jù)通過(guò)系統(tǒng)的背板總線進(jìn)行互聯(lián)傳輸，圖 系統(tǒng)背板總線架構(gòu)示意。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Zynq的PCI Express接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 周文俊,徐德剛,李勇剛,龍良曲,蔡海明. 控制工程. 2017(08)
[2]基于MicroTCA的自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)[J]. 唐興海,劉亞娟,張俊強(qiáng),李林,顧強(qiáng). 核技術(shù). 2016(07)
[3]蘭州重離子加速器研究裝置HIRFL[J]. 夏佳文,詹文龍,魏寶文,原有進(jìn),趙紅衛(wèi),楊建成,石健,盛麗娜,楊維青,冒立軍. 科學(xué)通報(bào). 2016(Z1)
[4]DDR2高速PCB設(shè)計(jì)和信號(hào)完整性分析[J]. 鄧思維,凌凱. 電子科技. 2015(04)
[5]基于Spartan-6 FPGA的DDR3布線分析和測(cè)試[J]. 何鵬,劉一清. 電子測(cè)量技術(shù). 2014(06)
[6]DDR2 SDRAM控制器的設(shè)計(jì)及FPGA驗(yàn)證[J]. 劉冠男,歐明雙,宋何娟. 中國(guó)集成電路. 2010(04)
[7]MicroTCA平臺(tái)智能管理系統(tǒng)[J]. 晁青生. 通訊世界. 2009(08)
[8]基于MicroTCA構(gòu)架的導(dǎo)航信號(hào)處理機(jī)[J]. 劉鵬,高世橋,劉海鵬,李明輝. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2007(02)
[9]MicroTCA-先進(jìn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)解決方案[J]. 彭文進(jìn). 工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2006(11)
[10]智能管理平臺(tái)接口研究及實(shí)現(xiàn)[J]. 裴驍衢,張保穩(wěn),銀鷹,李建華. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2006(06)
碩士論文
[1]基于MicroTCA架構(gòu)的AMC模塊化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 付進(jìn).電子科技大學(xué) 2015
[2]基于FPGA的通用型AMC板卡的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 任會(huì)權(quán).哈爾濱理工大學(xué) 2015
[3]強(qiáng)流質(zhì)子加速器低能段束流損失探測(cè)研究[D]. 左偉.中國(guó)科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2015
[4]基于PCI-E的陣列信號(hào)處理系統(tǒng)硬件研究[D]. 魏海波.重慶大學(xué) 2014
[5]基于FPGA與DDR2的視頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D]. 余昌勝.西安電子科技大學(xué) 2014
[6]基于IPMI的智能平臺(tái)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[D]. 童燕.華東師范大學(xué) 2008
[7]高級(jí)電信計(jì)算架構(gòu)中高級(jí)夾層卡承載板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 李振江.西安電子科技大學(xué) 2008
本文編號(hào)：2913646
【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所)甘肅省
【文章頁(yè)數(shù)】：96 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
電流型電離室氣體探測(cè)器
；尺寸滿足常規(guī)設(shè)備的 300mm 深度、19 英寸寬度標(biāo)準(zhǔn)，支 AMC 模塊散熱功率為 20-80W，溫度工作范圍-40℃－+展系統(tǒng)可靠性為 99.9％－99.999％，使用壽命最少滿足 架構(gòu)及背板總線[11]icroTCA.0 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議可知，通常一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 MTCA 應(yīng)用平箱、電源模塊、散熱冷卻模塊、MCH 交換模塊及功能 成。通常會(huì)在 MTCA 系統(tǒng)中采用兩個(gè) MCH 模塊、兩個(gè)電 4 個(gè)）、兩個(gè)散熱模塊進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性最多可同時(shí)插入 12 個(gè)符合 PICMG AMC.x 標(biāo)準(zhǔn)、遵循 IP]。圖 2.1 為 MicroTCA 系統(tǒng)架構(gòu)的典型標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)框圖。
圖 2.2 MCH 詳細(xì)架構(gòu)框圖.2，在 MCH 中，MCMC 是 MCH 模塊的主要控制單元，具 AMC 板進(jìn)行控制監(jiān)測(cè)，Switch Fabric 部分實(shí)現(xiàn)高速串行數(shù)個(gè)系統(tǒng)通過(guò) MCH Update Channels 可實(shí)現(xiàn)多達(dá) 4 個(gè) MCH 互個(gè) AMC 模塊的數(shù)據(jù)交換。同時(shí) MCH 還具有時(shí)鐘信號(hào)、up理信號(hào)、JTAG 測(cè)試等功能[23]。TCA 系統(tǒng)中電源和散熱模塊是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分 EMMC 管理控制單元，和 MCH 進(jìn)行通信，接收 MCH 發(fā) 上傳相關(guān)信息，遵循 IPMI 2.0 協(xié)議，尺寸和 AMC 模塊相同MC 模塊之間的數(shù)據(jù)通過(guò)系統(tǒng)的背板總線進(jìn)行互聯(lián)傳輸，圖 系統(tǒng)背板總線架構(gòu)示意。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Zynq的PCI Express接口設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 周文俊,徐德剛,李勇剛,龍良曲,蔡海明. 控制工程. 2017(08)
[2]基于MicroTCA的自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)[J]. 唐興海,劉亞娟,張俊強(qiáng),李林,顧強(qiáng). 核技術(shù). 2016(07)
[3]蘭州重離子加速器研究裝置HIRFL[J]. 夏佳文,詹文龍,魏寶文,原有進(jìn),趙紅衛(wèi),楊建成,石健,盛麗娜,楊維青,冒立軍. 科學(xué)通報(bào). 2016(Z1)
[4]DDR2高速PCB設(shè)計(jì)和信號(hào)完整性分析[J]. 鄧思維,凌凱. 電子科技. 2015(04)
[5]基于Spartan-6 FPGA的DDR3布線分析和測(cè)試[J]. 何鵬,劉一清. 電子測(cè)量技術(shù). 2014(06)
[6]DDR2 SDRAM控制器的設(shè)計(jì)及FPGA驗(yàn)證[J]. 劉冠男,歐明雙,宋何娟. 中國(guó)集成電路. 2010(04)
[7]MicroTCA平臺(tái)智能管理系統(tǒng)[J]. 晁青生. 通訊世界. 2009(08)
[8]基于MicroTCA構(gòu)架的導(dǎo)航信號(hào)處理機(jī)[J]. 劉鵬,高世橋,劉海鵬,李明輝. 彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2007(02)
[9]MicroTCA-先進(jìn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)解決方案[J]. 彭文進(jìn). 工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2006(11)
[10]智能管理平臺(tái)接口研究及實(shí)現(xiàn)[J]. 裴驍衢,張保穩(wěn),銀鷹,李建華. 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2006(06)
碩士論文
[1]基于MicroTCA架構(gòu)的AMC模塊化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 付進(jìn).電子科技大學(xué) 2015
[2]基于FPGA的通用型AMC板卡的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 任會(huì)權(quán).哈爾濱理工大學(xué) 2015
[3]強(qiáng)流質(zhì)子加速器低能段束流損失探測(cè)研究[D]. 左偉.中國(guó)科學(xué)院研究生院（近代物理研究所） 2015
[4]基于PCI-E的陣列信號(hào)處理系統(tǒng)硬件研究[D]. 魏海波.重慶大學(xué) 2014
[5]基于FPGA與DDR2的視頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D]. 余昌勝.西安電子科技大學(xué) 2014
[6]基于IPMI的智能平臺(tái)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[D]. 童燕.華東師范大學(xué) 2008
[7]高級(jí)電信計(jì)算架構(gòu)中高級(jí)夾層卡承載板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 李振江.西安電子科技大學(xué) 2008
本文編號(hào)：2913646
本文鏈接：http://www.lk138.cn/projectlw/hkxlw/2913646.html
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