基于Qt框架的APV25数据采集系统研究

发布时间：2021-03-30 02:24

　　Qt框架是基于C++的跨平台可视化编程框架。本文采用APV25电子学前端卡、APVDS电子学数字化后端板和基于Qt框架的数据采集软件,开发了具有高通道数、高性能和高集成度的数据采集系统。该系统可跨平台使用并显示实时采样波形。数据采集系统最多可使用16块APV25前端卡、4个APVDS,通过千兆以太网经交换机与计算机连接。通过测试,该系统可在1 024通道下工作并实时显示采样波形,传输速率可达715 Mb/s,且测试中系统能以1.70 kHz的触发率在单次触发连续采样31个点模式下稳定工作。与原系统相比,显著提高了通道数量,简化了系统操作,提高了测量的效率与稳定性。采集系统未来可扩展通道数量为2 048,适用于大面积微结构气体探测器实验。 

【文章来源】：原子能科学技术. 2020,54(06)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

系统整体结构

APVDS数字化板采用XC6SLX75 FPGA芯片。FPGA是数字化后端板的核心,负责后端板各子模块的控制与计算机的通信以及对ADC原始数据的处理。在接收到来自ADC的数据后,FPGA内部会先将数据由串行数据转换为并行数据,结合对应事件的触发信息与计数信息输入缓存区,最后由FPGA内的千兆全双工以太网介质访问控制层将缓存内的数据发送至计算机。APVDS数字化板功能层次如图2所示。APVDS后端板还有许多其他的功能,包括生成内部时钟、进行信号电平的转换和控制以太网物理层芯片RTL8211EG等。单个后端数字化板已可独立对4块APV25前端板数据进行相应的处理,且预留了编程接口与指示灯按钮以方便硬件调试与纠错。

GeoAPV软件整体采取多线程设计以实现大量数据的实时解析和结果显示,软件设计采取模块化的设计思想,整体包含3个主要模块:UDP通信模块、数据处理模块和主用户界面,如图3所示。各模块之间使用Qt框架内的信号槽结构来进行可控的数据传递。为兼容现有的数据分析脚本,获取的数据将会以原数据结合采样方式等信息加以打包并保存。用户对前端卡和后端板的所有各项命令操作均可通过图形用户界面进行,大幅提高了使用效率及易用性。


本文编号：3108670