基于MicroTCA架构的束损探测器AMC DIO板卡设计
发布时间：2020-12-13 01:38
随着加速器产生的实验事例数量越来越大,对数据传输的速度和实时性要求也越来越高,以往基于VXI、VME、PXI等背板总线已无法满足其需求。而通信领域的MicroTCA（Micro Telecommunications Computing Architecture）系统架构则能很好的解决关于大数据量和高速传输的问题。目前在加速器领域MicroTCA的应用越来越多,新一代的FAIR（反质子与离子研究设施,Facility for Antiproton and Ion Research）、XFEL（X-ray Free Electron Laser）、日本第三代同步辐射装置Spring-8及SLAC、ANL等研究所的加速器装置都采用了MicroTCA系统。HIAF（High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility）装置也拟采用MicroTCA系统实现束损探测系统的数据采集和控制。论文根据束诊束损探测系统的实际需求设计了首款符合MicroTCA.0和AMC.0规范标准的具备光纤收发模块、基于FPGA处理的带DDR2存储和PCIE高速总线传输和符合IPMI...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电流型电离室气体探测器
；尺寸满足常规设备的 300mm 深度、19 英寸宽度标准，支 AMC 模块散热功率为 20-80W，温度工作范围-40℃－+展系统可靠性为 99.9％－99.999％，使用寿命最少满足 架构及背板总线[11]icroTCA.0 标准协议可知，通常一个标准的 MTCA 应用平箱、电源模块、散热冷却模块、MCH 交换模块及功能 成。通常会在 MTCA 系统中采用两个 MCH 模块、两个电 4 个）、两个散热模块进行冗余设计以确保系统的稳定性最多可同时插入 12 个符合 PICMG AMC.x 标准、遵循 IP]。图 2.1 为 MicroTCA 系统架构的典型标准架构框图。
图 2.2 MCH 详细架构框图.2，在 MCH 中，MCMC 是 MCH 模块的主要控制单元，具 AMC 板进行控制监测，Switch Fabric 部分实现高速串行数个系统通过 MCH Update Channels 可实现多达 4 个 MCH 互个 AMC 模块的数据交换。同时 MCH 还具有时钟信号、up理信号、JTAG 测试等功能[23]。TCA 系统中电源和散热模块是系统稳定运行的重要组成部分 EMMC 管理控制单元，和 MCH 进行通信，接收 MCH 发 上传相关信息，遵循 IPMI 2.0 协议，尺寸和 AMC 模块相同MC 模块之间的数据通过系统的背板总线进行互联传输，图 系统背板总线架构示意。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Zynq的PCI Express接口设计与实现[J]. 周文俊,徐德刚,李勇刚,龙良曲,蔡海明. 控制工程. 2017(08)
[2]基于MicroTCA的自动频率控制系统[J]. 唐兴海,刘亚娟,张俊强,李林,顾强. 核技术. 2016(07)
[3]兰州重离子加速器研究装置HIRFL[J]. 夏佳文,詹文龙,魏宝文,原有进,赵红卫,杨建成,石健,盛丽娜,杨维青,冒立军. 科学通报. 2016(Z1)
[4]DDR2高速PCB设计和信号完整性分析[J]. 邓思维,凌凯. 电子科技. 2015(04)
[5]基于Spartan-6 FPGA的DDR3布线分析和测试[J]. 何鹏,刘一清. 电子测量技术. 2014(06)
[6]DDR2 SDRAM控制器的设计及FPGA验证[J]. 刘冠男,欧明双,宋何娟. 中国集成电路. 2010(04)
[7]MicroTCA平台智能管理系统[J]. 晁青生. 通讯世界. 2009(08)
[8]基于MicroTCA构架的导航信号处理机[J]. 刘鹏,高世桥,刘海鹏,李明辉. 弹箭与制导学报. 2007(02)
[9]MicroTCA-先进的工业计算机测控系统解决方案[J]. 彭文进. 工业控制计算机. 2006(11)
[10]智能管理平台接口研究及实现[J]. 裴骁衢,张保稳,银鹰,李建华. 计算机技术与发展. 2006(06)
硕士论文
[1]基于MicroTCA架构的AMC模块化数据采集系统设计[D]. 付进.电子科技大学 2015
[2]基于FPGA的通用型AMC板卡的设计与实现[D]. 任会权.哈尔滨理工大学 2015
[3]强流质子加速器低能段束流损失探测研究[D]. 左伟.中国科学院研究生院（近代物理研究所） 2015
[4]基于PCI-E的阵列信号处理系统硬件研究[D]. 魏海波.重庆大学 2014
[5]基于FPGA与DDR2的视频转换系统设计实现[D]. 余昌胜.西安电子科技大学 2014
[6]基于IPMI的智能平台管理系统的实现[D]. 童燕.华东师范大学 2008
[7]高级电信计算架构中高级夹层卡承载板的设计与实现[D]. 李振江.西安电子科技大学 2008
本文编号：2913646
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所)甘肃省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电流型电离室气体探测器
；尺寸满足常规设备的 300mm 深度、19 英寸宽度标准，支 AMC 模块散热功率为 20-80W，温度工作范围-40℃－+展系统可靠性为 99.9％－99.999％，使用寿命最少满足 架构及背板总线[11]icroTCA.0 标准协议可知，通常一个标准的 MTCA 应用平箱、电源模块、散热冷却模块、MCH 交换模块及功能 成。通常会在 MTCA 系统中采用两个 MCH 模块、两个电 4 个）、两个散热模块进行冗余设计以确保系统的稳定性最多可同时插入 12 个符合 PICMG AMC.x 标准、遵循 IP]。图 2.1 为 MicroTCA 系统架构的典型标准架构框图。
图 2.2 MCH 详细架构框图.2，在 MCH 中，MCMC 是 MCH 模块的主要控制单元，具 AMC 板进行控制监测，Switch Fabric 部分实现高速串行数个系统通过 MCH Update Channels 可实现多达 4 个 MCH 互个 AMC 模块的数据交换。同时 MCH 还具有时钟信号、up理信号、JTAG 测试等功能[23]。TCA 系统中电源和散热模块是系统稳定运行的重要组成部分 EMMC 管理控制单元，和 MCH 进行通信，接收 MCH 发 上传相关信息，遵循 IPMI 2.0 协议，尺寸和 AMC 模块相同MC 模块之间的数据通过系统的背板总线进行互联传输，图 系统背板总线架构示意。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Zynq的PCI Express接口设计与实现[J]. 周文俊,徐德刚,李勇刚,龙良曲,蔡海明. 控制工程. 2017(08)
[2]基于MicroTCA的自动频率控制系统[J]. 唐兴海,刘亚娟,张俊强,李林,顾强. 核技术. 2016(07)
[3]兰州重离子加速器研究装置HIRFL[J]. 夏佳文,詹文龙,魏宝文,原有进,赵红卫,杨建成,石健,盛丽娜,杨维青,冒立军. 科学通报. 2016(Z1)
[4]DDR2高速PCB设计和信号完整性分析[J]. 邓思维,凌凯. 电子科技. 2015(04)
[5]基于Spartan-6 FPGA的DDR3布线分析和测试[J]. 何鹏,刘一清. 电子测量技术. 2014(06)
[6]DDR2 SDRAM控制器的设计及FPGA验证[J]. 刘冠男,欧明双,宋何娟. 中国集成电路. 2010(04)
[7]MicroTCA平台智能管理系统[J]. 晁青生. 通讯世界. 2009(08)
[8]基于MicroTCA构架的导航信号处理机[J]. 刘鹏,高世桥,刘海鹏,李明辉. 弹箭与制导学报. 2007(02)
[9]MicroTCA-先进的工业计算机测控系统解决方案[J]. 彭文进. 工业控制计算机. 2006(11)
[10]智能管理平台接口研究及实现[J]. 裴骁衢,张保稳,银鹰,李建华. 计算机技术与发展. 2006(06)
硕士论文
[1]基于MicroTCA架构的AMC模块化数据采集系统设计[D]. 付进.电子科技大学 2015
[2]基于FPGA的通用型AMC板卡的设计与实现[D]. 任会权.哈尔滨理工大学 2015
[3]强流质子加速器低能段束流损失探测研究[D]. 左伟.中国科学院研究生院（近代物理研究所） 2015
[4]基于PCI-E的阵列信号处理系统硬件研究[D]. 魏海波.重庆大学 2014
[5]基于FPGA与DDR2的视频转换系统设计实现[D]. 余昌胜.西安电子科技大学 2014
[6]基于IPMI的智能平台管理系统的实现[D]. 童燕.华东师范大学 2008
[7]高级电信计算架构中高级夹层卡承载板的设计与实现[D]. 李振江.西安电子科技大学 2008
本文编号：2913646
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