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北京正负电子对撞机重大改造工程BEPCII控制系统采用分布式体系结构,前端采用基于VME总线的控制计算机。作为大型加速器控制系统,BEPCII采用基于FPGA的事件定时系统。作者在此背景下进行本论文课题研究。
通过对现有的触发产生系统和触发测量系统的研究,论文选择Xilinx的FPGA芯片,采用了反向设计的前端设计方法进行系统板设计。系统板上设计了与上位机通信的RS232芯片和存储系统参数的EEPROM芯片。系统与上位机通信采用UART总线,并且运用FCS校验保证通信的准确性:系统与EEPROM通信采用12C总线。
系统中采用了Xilinx公司的DCM IP核进行时钟倍频处理,提高了触发产生系统和触发测量系统的精度。
触发产生系统是用于产生一定频率和脉宽触发信号的发生系统,并且提供4路输出信号。系统的完成为加速器实验设备的实验室调试,提供了方便稳定的触发源,提高了调试效率。
触发测量系是用于对一定范围内的频率和脉宽信号进行测量,并且提供异常数据报警的报警系统。系统的完成为测量调制器输入输出频率,提供了一种简单方便的工具,是对加速器控制系统的监测方式的完善。
本论文的完成不仅对FPGA在BEPCII工程应用方面做出了有益尝试,同时为控制系统FPGA前端设计提供了经验和借鉴意义。