硬X射线低能探测器FPGA仿真测试与数据传输系统的研制

来源 :云南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:racheal2009
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硬X射线调制望远镜(HXMT)是我国自主研发的用于外星系X射线波段信息探测的空间望远镜,采用X射线低能段、中能段和高能段的信号直接调制成像。本文针对低能探测器的机箱和电控箱的各模块软件的功能进行了仿真测试研究。同时,研制了专门的数据传输系统,用于在探测器机箱研制阶段进行数据传输。所进行的工作和结果如下:1、对低能探测器的机箱与电控箱的FPGA程序进行了全面软件测评。测试平台为Libero IDE9.1及内置的Modelsim仿真软件。测试结果表明软件功能基本符合要求。探测器机箱主要功能为采集CCD事例数据、配置DAC与探测器驱动以及配置工作参数等。而电控箱主要功能为接收探测器数据并整理上传、接收指令并注入探测器机箱等。经测试发现探测器机箱的配置探测器驱动的配置时序不符合要求。分析研究后给出了修改方案,经修改后的软件配置驱动功能符合要求。2、设计了数据传输系统的硬件模块与软件模块。硬件方面,电路采用FPGA作为主控芯片,由于FPGA的并行处理特性,系统实现了高速处理能力。为了保障信号传输的高可靠性,采用低电压差分信号(Low-Voltage Differential Signaling, LVDS)传输模式作为与探测器机箱通信的方式,这是由于LVDS具有这种具有共模抑制能力的I/O技术,可实现高噪声抑制能力。软件方面,程序采用VHDL硬件描述语言编写,实现了能量事例数据及状态量的接收、打包和上传,指令接收及注入,时钟输出等功能。并对程序功能进行了仿真测试,测试结果表明程序可正确完成预期功能。3、对数据传输系统进行了测试。将程序写入FPGA后进行测试,测试结果表明系统可以正确完成数据传输任务。对数据传输系统供电后,电源模块输出电压稳定,FPGA和LVDS模块均工作正常。可长时间正确的进行科学与工程数据以及温度数据的采集,以及正确接收上位机指令并通过LVDS数据线发送。
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