發(fā)布時(shí)間：2021-06-06 02:25

　　硅微條探測(cè)器具有位置分辨高、響應(yīng)快、低噪聲、低功耗等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用在各大加速器試驗(yàn)中,測(cè)量粒子徑跡.新世紀(jì)以來(lái),逐漸應(yīng)用于空間探測(cè)領(lǐng)域.計(jì)劃中的"悟空"2號(hào)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星的硅微條探測(cè)器將至數(shù)十萬(wàn)計(jì),將產(chǎn)生海量的原始數(shù)據(jù).如何實(shí)現(xiàn)探測(cè)器快速實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)壓縮,是其需要解決的一大難題.立足于面向空間應(yīng)用的硅微條探測(cè)器在軌實(shí)時(shí)壓縮算法,算法采用FPGA （Field-programmable Gate Array）搭建流水線結(jié)構(gòu)的方式實(shí)現(xiàn),在提高系統(tǒng)集成度、節(jié)省邏輯資源的同時(shí),批量數(shù)據(jù)處理時(shí)最高可將數(shù)據(jù)壓縮率提升至38.4 M通道/s.算法結(jié)構(gòu)具有通用性,設(shè)計(jì)思想和方案將為"悟空"2號(hào)的徑跡探測(cè)器的研制提供參考. 

【文章來(lái)源】：天文學(xué)報(bào). 2019,60(06)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：13 頁(yè)

【部分圖文】：

硅微條探測(cè)器結(jié)構(gòu)與工作原理

對(duì)比3者,Fermi的壓縮速率最高,卻丟棄了信號(hào)幅度信息;AMS-02利用FPGA搭配DSP完成探測(cè)器數(shù)據(jù)的收集和壓縮,同時(shí)保留了位置和信號(hào)幅度信息,但由于其單顆DSP僅能負(fù)責(zé)832路數(shù)據(jù)壓縮,集成度偏低,壓縮速率也偏低;DAMPE的數(shù)據(jù)獲取和壓縮處理均在FPGA上完成,集成度比AMS-02高,但壓縮速率以及能支持的事例率卻均是3者最低.“悟空”2號(hào)擬借鑒DAMPE或AMS-02,同時(shí)保留硅微條上的位置和幅度信息,探測(cè)器信號(hào)獲取方案主要沿用DAMPE:使用VA140實(shí)現(xiàn)多通道微條信號(hào)讀出;讀出信號(hào)的進(jìn)一步調(diào)理、數(shù)字化及數(shù)據(jù)收集分別由運(yùn)放電路、ADC(Analog-to-Digita Converter)和FPGA完成.由于FPGA在數(shù)據(jù)處理上具備天然的并行性優(yōu)勢(shì),“悟空”2號(hào)依然選擇在FPGA上完成數(shù)據(jù)壓縮處理,通過(guò)對(duì)算法架構(gòu)進(jìn)行并行化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)高速壓縮,數(shù)據(jù)獲取與壓縮處理流程如圖2所示.2.2 硅微條探測(cè)器壓縮算法流程

cluster判別

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]用于空間天文的硅微條探測(cè)器原型樣機(jī)研制[J]. 韋家駒.  核技術(shù). 2018(12)



本文編號(hào)：3213400