冷却存储环虚拟加速器的数据交互系统

介绍了兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)为重离子治癌而改造的控制系统中的数据交互系统,数据交互系统是CSR虚拟加速器的核心。该系统能实现对256个能量级的束流控制,为以后深层重离子治癌做好准备。系统主要采用Java,COM,Oracle,ARM,DSP,FPGA等技术实现了对磁铁电源的实时、同步控制,已达到对束流的控制及束流在不同能量级间的切换控制。该系统已经运行于冷却存储环主环(CS-Rm)的束流慢引出调试中,性能稳定,能满足物理人员的要求。

静态存储器单粒子翻转率预示的在轨验证

SRAM型FPGA配置区的单粒子翻转可能对系统的功能产生严重的影响,因此必须进行针对性的加固措施,而加固的重要依据之一是在轨翻转率结果。文章将地面获得的Hitachi 4Mb SRAM HI628512单粒子翻转率预示结果与搭载在极轨卫星SAC-C等上的飞行试验的结果进行了比较。分析表明基于国内地面试验数据和FOM方法预示的在轨翻转率与国外的在轨监测数据接近,多位翻转的试验结果也得到了在轨试验数据的验证。这些结果表明我国在单粒子翻转的模拟试验技术和在轨翻转率预示方面取得了相当的进展,可以为卫星电子系统抗辐射加固设计提供有力的保障。

可用于核物理监控系统的microC/OS-Ⅱ片上系统的研究

论述了一种基于FPGA和实时操作系统microC/OS-Ⅱ、适用于核物理数据检测和实验控制的片上可编程系统SOPC(System On a Programmable Chip)的设计,并在altera-stratix-Ⅱ2S60f1020c3芯片内获得实现。该片上可编程系统的硬件处理器和实时操作系统都可根据需求裁剪、重配置。

应用于同步加速器时序控制的片上可编程系统的设计

同步加速器对控制信号的时间约束要求非常严格,时序控制是加速器控制系统中十分重要的环节。在兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)控制系统中,时序控制主要采用FPGA+ARM+linux+DSP的体系结构。本文介绍基于FPGA和uClinux操作系统的片上可编程系统(SOPC)的设计,可将目前ARM+LINUX的工作完全集成在FPGA内实现,省去专用ARM芯片。其最高工作频率可达185 MHz,硬件资源消耗不到4%。片上可编程系统的硬件处理器系统和操作系统都可根据具体需求重新裁剪和配置。SOPC技术在加速器物理以及其他领域有着非常广泛的应用前景。

基于DSP的磁场电源控制器软件设计

为了使兰州重离子加速器冷却储存环的磁场电源控制器及时更新输出的波形数据,以TI公司的TM320C6713芯片为中央处理器,结合FPGA逻辑编程,采用双FIFO数据缓存机制和Aitken插值算法,编写并优化了磁场电源控制器软件系统。利用数据驱动模式的编程方式提高了系统的执行效率和可维护性。同时通过对更新的波形数据做Aitken插值运算,使其大小减少为原始数据的1/1024,提高了数据的传输和存储效率。经现场测试,本软件系统运行稳定可行,达到设计要求。

兰州重离子冷却储存环束流踢轨控制系统

踢轨系统是一种以快速脉冲方式工作的以高压大电流驱动的特殊二极磁铁系统,用于环形加速器的束流注入和引出。简要介绍了在兰州重离子加速器冷却储存环上采用ARM+DSP+FPGA技术实现踢轨控制时序的方法,时间控制精度达ns量级。ARM主要控制信号的网络通讯,踢轨系统的时序精度控制主要由DSP结合FPGA技术完成。远程时序控制信号均通过光纤传输,同时对踢轨电源的电压给定采用信号隔离器及铁氧体以抑制脉冲干扰。经现场测试,系统可以安全稳定地实现束流踢轨的控制要求。

RIBLLⅡ与CSRe中束流控制系统的设计

介绍了兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL-CSR)的实验环CSRe以及次级束线RIBLLⅡ中束流控制系统的设计。该系统主要采用了Java,COM,Oracle,ARM,DSP,FPGA等技术实现了对磁铁电源的实时、同步控制,已达到对束流的控制。该系统已经运行于现场的束流调试中,并在RIBLLⅡ的束流调试中运行正常、性能稳定。

基于ACEX1K30的HIRFL-CSRe高精度线性插值异步FIFO

本设计实现了HIRFL-CSRe同步系统控制器DSP插件内的FPGA中的FIFO(First in first out)功能,数据入口是16位DSP总线,数据出口是16位DAC总线。其核心机制采用双缓冲"乒乓操作",并在FPGA内完成一次线性插值。程序采用VHDL硬件描述语言在Altera公司的现场可编程逻辑器件ACEX1K30上实现。FIFO实现机制完全自行设计,解决了传统异步FIFO由于读写时钟异步造成的空/满标志难以准确给出及数据输出时间不能精确保证的难题,满足了HIRFL-CSRe对于输出数据不间断(每微秒一个)的要求,并由于在FPGA内实现了一次线性插值,从而把从DSP中接收到的已插值数据量增加了一倍,在宏观上降低了DSP的数据运算量。模块经现场工作证实FIFO数据输出时间误差控制在40ns内,达到设计要求。

基于TMS320VC5402控制系统并行引导方式设计

介绍了TMS320VC5402并行Bootloader的原理。为实现脱机运行,充分利用其片内掩膜ROM带有一个引导装载程序Bootloader,实现对用户程序的并行引导装载。同时采用CPLD编程技术提供了一种实用的扩展存储器设计方案。

基于现场可编程门阵列的束流快引出控制系统设计

为实现兰州重离子冷却储存环主环束流的快引出,采用一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的引出控制系统。在FPGA单元设计中,采用数字倍频技术来实现对Kicker磁铁在1个高频周期内充放电时间的精度控制。经测试,该控制系统对存储环中运行束流位置的跟踪可调节时间步长为5 ns。当高频频率为1.4 MHz时,在0~360°范围内可实现约2.5°相位精度的Kicker触发。

HIRFL—CSR数字电源控制模块的设计

介绍了一种基于TMS320C6713和FPGA的数字电源控制模块,给出了模块的硬件组成和软件设计。该模块作为一种通用的控制平台,可以根据现场需要来设置相应的参数,实现直流/脉冲电源的控制。测试表明该模块有很高的控制精度,处理能力强,便于网络控制。

基于AT91RM9200的触摸屏驱动及三点校正算法

凭借Internet的优势,随着性能的提高和价格的下降,嵌入式系统的应用也更加的普及和广泛.本文介绍了在ARM-Linux操作系统下,基于USB接口的五线电阻触摸屏的嵌入式驱动程序和一种可用于纠正一些常见机械性误差的触摸屏三点校准算法,驱动的编译配置和算法的实现。由于校准算法简单、灵活,用软件实现,可降低嵌入式系统中的成本,提高产品质量。

基于DSP的电源测试系统的设计与实现

讨论了兰州CSR脉冲电源的测试系统,它基于TI公司的C6000系列的DSP。通过通用串口,把原始数据由PC传输到DSP,由DSP对接收到的数据进行差值,形成波形输出数据,通过FPGA来控制DAC的输出。

嵌入式微机在控制系统中的应用

介绍了采用嵌入式微机SC-12和USB接口芯片FT245BM的智能控制终端,它具有3种灵活的数据接口方式:以太网、USB和RS485串行口。通过以太网连接可以实现灵活的远程数据获取与控制;通过USB串口总线,可以方便地进行现场数据的存取和设备的调试;而通过RS485总线可以使得一个嵌入式微机SC-12与40个挂接在总线上的控制模块进行通讯。

基于嵌入式微机的智能型CAMAC机箱控制器

介绍一个采用嵌入式微机和FPGA与CPLD技术的通用性CAMAC机箱控制器,它具有三种灵活的数据接口方式;以太网、PCI和VSB。通过以太网连接可以实现灵活的远程数据获取与控制,通过PCI和VSB连接可以组成多机箱高数据流数据获取与控制系统。