制定新标准xTCAforPhysics.ppt

xTCAforPhysics技术标准的制定刘振安中国科学院核探测技术与核电子学重点实验室学术报告会2009年4月21日2009年4月21日1xTCAforPhysics技术标准的制定刘振安报告概述标准化在核与高能物理实验中的重要性电子学标准的重要性、历史、TS及工作组2009年4月21日2xTCAforPhysics技术标准的制定刘振安标准化在核与高能物理实验中的重要性肉眼观察研究:光源/光线/物体/眼睛宏观研究:宇宙线/探测器微观研究:加速器/高能粒子/靶体/探测器物理学研究的两个前沿2009年4月21日3xTCAforPhysics技术标准的制定刘振安加速器的运行需要复杂的控制-1989。7标准化的加速器控制设备标准的控制机箱标准的控制插件2009年4月21日4xTCAforPhysics技术标准的制定刘振安实验装置的运行需要复杂的信号处理与控制探测装置微弱电信号前端电子学放大、成形模/数转换触发判选DAQ/在线处理离线分析数据存储物理过程粒子慢控制标准化的谱仪控制设备标准的控制机箱标准的控制插件2009年4月21日5xTCAforPhysics技术标准的制定刘振安电子学标准的重要性、历史、现状英国卢瑟福实验室于1960年代开创核电子学的标准欧洲核子研究中心CERN和美国实验室同期开展美国国家标准局和核仪器插件委员会建立了NIM标准70-80年代建立了另2个标准CAMAC,FASTBUS,并被研究领域得到广泛应用核谱测量、粒子物理、医学物理、加速器仪器、加速器控制、航空航天、工业控制等美国原子能委员会的研究显示这些标准在65-85年间节省资金$1B目前这些标准仍在使用,但显局限性90年代借用工业标准VME2000年后CPCI现在及将来??[1]NIM(~’60’s),CAMAC(~’70’s),FASTBUS(~80’s)–CAMACprocessedasIEEE,ANSIandIECstandards2009年4月21日6xTCAforPhysics技术标准的制定刘振安标准与技术的演变标准是有寿命的,但其演化要缓慢温和物理实验中的标准已经有些过时,但很多系统却仍然在使用微电子工业的巨大进展需要新的平台来展现他的优点,目前的平台已不适应:集成电路的功能已经把原来插件完成的功能在一片可变成逻辑器件FPGA中实现片上处理器提供了可变成控制和并行数据处理能力通用硬件设计配以不同的固件得以实现多种功能设计片上串并/并串转换能力丢弃了背板总线的需求需要新的标准通用插件205Gb/秒同步传输专用总线2009年4月21日7xTCAforPhysics技术标准的制定刘振安新标准是什么ATCA优点高速IO及互连10Gb/s高可用性HA~%智能管理MicroTCA(MTCA)ATCA的优点半高度AdvancedMC(AMC)小插板高能物理实验借鉴?2009年4月21日8xTCAforPhysics技术标准的制定刘振安高能所:putePower:5x(Virtex-4FPGA+2GbDDR2)~pliant完成第二板高能所设计的基于ATCA和FPGA的高性能处理板2009年4月21日9xTCAforPhysics技术标准的制定刘振安国际上其它实验室的相关研究德国DESY在XFEL1km电子直线加速器领先设计(~1/20thanILC)–LLRF,连锁保护,束线仪器–ATCA+MicroTCA•SLAC开始评估用MTCA对3km电子直线加速器进行更新2009年4月21日10xTCAforPhysics技术标准的制定刘振安