【摘 要】
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产率作为光刻机三大关键指标之一，在高端光刻机中占有重要的地位，而掩模台位移测量系统的计算周期直接影响着产率，因此研究掩模台位移测量系统架构对提升光刻机产率具有重大意义。由于对光刻机的研究起步较晚和国外的技术封锁，国内对于掩模台位移测量系统架构的研究仍处于较低水平。伴随国产高端光刻机对产率要求的不断提高，目前的系统架构难以满足国产光刻机对50us较短计算周期的要求。对此，本文以掩模台位移测量系统架构为研究对象，结合测量系统的数据流，对影响计算周期的各环节进行理论分析，并提出一种基于多核运算板卡的掩模台位移测
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产率作为光刻机三大关键指标之一，在高端光刻机中占有重要的地位，而掩模台位移测量系统的计算周期直接影响着产率，因此研究掩模台位移测量系统架构对提升光刻机产率具有重大意义。由于对光刻机的研究起步较晚和国外的技术封锁，国内对于掩模台位移测量系统架构的研究仍处于较低水平。伴随国产高端光刻机对产率要求的不断提高，目前的系统架构难以满足国产光刻机对50us较短计算周期的要求。对此，本文以掩模台位移测量系统架构为研究对象，结合测量系统的数据流，对影响计算周期的各环节进行理论分析，并提出一种基于多核运算板卡的掩模台位移测量系统架构。此外，本文也对多核运算板卡的固件架构重点技术进行研究。最后通过搭建测试平台进行实验，对比分析得出：本文提出的系统架构，相较于国内其他的系统架构在计算周期上有较大的提升，可满足50us计算周期要求。本文主要研究工作如下：
首先，对掩模台位移测量系统计算周期内的数据流进行详细分析，总结影响系统计算周期的主要环节，并针对基于单核运算板卡和多核运算板卡的系统架构，对上述环节进行对比分析。
其次，从多方面对比分析多种不同架构的多核CPU和背板总线，综合选择搭载多核DSP和VME背板总线接口的多核运算板卡，并完成系统硬件架构的整体设计。
然后，对比选择主从开发模型作为多核固件开发模型，并充分利用多核DSP提供的SYS/BIOS操作系统进行固件开发。此外，对比分析多核DSP的核间数据交互方式，选择利用共享内存进行数据交互的方式，并针对其存在的数据一致性问题，提出核间数据交互的机制。
最后，搭建测试平台，对本文提出的系统架构进行性能比对测试。测试结果表明：本文选用的多核运算板卡读写片上总线的平均速率为163.85Mbps和1120.88Mbps，读写VME背板总线的平均速率高达7169.52Mbps和10563.75Mbps，读写光纤数据的平均速率为448.79Mbps和568.94Mbps。此外，通过硬件在环仿真实验可知，相较于目前国内提出的计算周期最短的系统架构，本文提出的系统架构在计算周期的时间性能方面提升了约160.68%，在保证模型运算精度的同时，满足50us计算周期的要求。
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