基于现场可编程门阵列的加速器同步控制器设计

徐卫彬; 郭玉辉; 郑亚伟; 罗冰峰; 贾欢

doi:10.11884/HPLPB201527.015101

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基于现场可编程门阵列的加速器同步控制器设计

徐卫彬 , 郭玉辉 , 郑亚伟 , 罗冰峰 , 贾欢

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Citation:

基于现场可编程门阵列的加速器同步控制器设计

1.
中国科学院近代物理研究所, 兰州 730000;
2.
中国科学院大学, 北京 1 00049

通讯作者: 郭玉辉, guoyuhui@impcas.ac.cn

Design of synchronous controller for accelerator based on FPGA

1.
Institute of Modern Physics,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China;
2.
University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

Corresponding author: Guo Yuhui, guoyuhui@impcas.ac.cn

摘要: 针对加速器驱动次临界系统（ADS）注入器Ⅱ的控制中对于同步触发信号的要求，设计了基于现场可编程门阵列（FPGA）的高精度同步控制器，它能为加速器设备提供同步工作所需的脉冲信号。控制器采用粗延时结合精延时的方式，FPGA实现粗延时，专用延时芯片实现精延时，提高了延时精度，同时增大了延时、脉宽及周期的调节范围。测试结果表明，该控制器输出脉冲的最小延时步距为0.25 ns，延时、脉宽及周期调节范围为1 s~2 s，周期抖动的标准偏差为70 ps。该控制器输出信号满足要求，程序界面操作简便，通过串口RS-422远程控制稳定可靠。
- 加速器驱动次临界系统 /
- 现场可编程门阵列 /
- 同步 /
- 脉冲 /
- 延时
Abstract: A synchronous controller based on FPGA is designed to meet the requirements in the process of controlling injector Ⅱ of accelerator driven sub-critical system (ADS). It provides 4 synchronous pulse signals for some equipments in injector Ⅱ. The controller combines coarse delay based on FPGA and fine delay based on dedicated delay chip to improve the precision of delay and increase the adjustable ranges of period, pulse width and delay. The delay per step is 0.25 ns. Delay, period and pulse width range from 1 s to 2 s. The standard deviation of period jitter is 70 ps. The output signals meet the specified requirements. The program of this controller is easy to operate, and the remote control is stable and reliable.
- accelerator driven sub-critical system /
- field programmable gate array (FPGA) /
- synchronous /
- pulse /
- delay

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基于现场可编程门阵列的加速器同步控制器设计

通讯作者: 郭玉辉, guoyuhui@impcas.ac.cn;

1. 中国科学院近代物理研究所, 兰州 730000;
2. 中国科学院大学, 北京 1 00049

收稿日期: 2014-06-05
录用日期: 2014-11-10
网络出版日期: 2015-01-20

关键词:

摘要: 针对加速器驱动次临界系统（ADS）注入器Ⅱ的控制中对于同步触发信号的要求，设计了基于现场可编程门阵列（FPGA）的高精度同步控制器，它能为加速器设备提供同步工作所需的脉冲信号。控制器采用粗延时结合精延时的方式，FPGA实现粗延时，专用延时芯片实现精延时，提高了延时精度，同时增大了延时、脉宽及周期的调节范围。测试结果表明，该控制器输出脉冲的最小延时步距为0.25 ns，延时、脉宽及周期调节范围为1 s~2 s，周期抖动的标准偏差为70 ps。该控制器输出信号满足要求，程序界面操作简便，通过串口RS-422远程控制稳定可靠。

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通讯作者: 郭玉辉, guoyuhui@impcas.ac.cn

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