【摘 要】
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重离子核物理学高速发展,重离子实验产生的数据量日益庞大,实验数据的传输速度因此不断提高。传统数据传输系统背板总线的带宽有限,已经无法进行实验数据的传输,只能进行慢控制。这导致系统资源的大量浪费,重离子核物理的发展也因此受到限制。为了满足重离子物理学的需要,研究重离子实验装置的数据传输系统具有重要意义。本文设计了一种重离子实验装置的数据传输系统。该系统采用Micro TCA架构,体积小、成本低,各个
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重离子核物理学高速发展,重离子实验产生的数据量日益庞大,实验数据的传输速度因此不断提高。传统数据传输系统背板总线的带宽有限,已经无法进行实验数据的传输,只能进行慢控制。这导致系统资源的大量浪费,重离子核物理的发展也因此受到限制。为了满足重离子物理学的需要,研究重离子实验装置的数据传输系统具有重要意义。本文设计了一种重离子实验装置的数据传输系统。该系统采用Micro TCA架构,体积小、成本低,各个功能模块作为子系统单独设计,既易于开发和维护,又方便随着重离子核物理的发展不断升级。该系统的背板总线使用的是高速串行总线PCIE,传输速度比传统的并行总线提高了数倍,而且有着进一步发展的潜力,非常契合重离子实验的需要。该系统实现了光纤数据的模数转换、串并转换和8b/10b编解码;实现了数据的缓存和跨时钟域传输;实现了PCIE链路的建立和PCIE事务的收发;完成了EP设备驱动程序的设计;实现了像素数据的接收和图像还原。本文对数据传输系统进行了单板回环测试、双板回环测试以及应用程序测试。证明了该系统能够通过光纤链路进行像素数据的接收,能够通过PCIE链路进行数据转发,能够完成图像还原,传输速度最高可达5Gbps。该系统能够满足重离子实验的需求。
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