Speaker
明慧 张
(山东大学)
Description
中微子凭借其电中性、极小静止质量及极弱相互作用截面等特性，能够无阻碍穿透天体与宇宙空间，是探索高能宇宙线起源的理想“天文信使”。针对水下中微子望远镜（Baikal-HUNT）读出电子学系统中极速采样数据庞大与后端传输带宽受限的矛盾，为防止网络拥堵导致重要事例丢失，本文提出并实现了一种基于FPGA与外部DDR3的大容量长延迟数据缓存及触发方案。
系统以FPGA为控制核心，外接MT41K1G8SN-125A型DDR3芯片作为存储介质，构建了深度的环形数据缓冲区（Ring Buffer）。通过精准控制读写地址指针的移动，实现了高频采样数据在DDR3中的有序调配与大容量暂存，极大拓展了系统的缓存深度。同时，系统摒弃了盲目的全量存储，引入阈值触发技术，进行过阈判选。针对判定为有效的触发事例，系统严格控制读写指针，将3个ADC通道双量程过阈前后的波形数据依次写入DDR3中进行缓存。该机制确保系统仅针对满足条件的事例，长延迟保存并读出其触发前后的有效波形段。目前实验还在进一步优化过程中，该设计能稳定支持单通道事例率及数据缓存将会在会议上报告。
在慢控与状态监测方面，为保障对光学模块（OM）舱内的姿态传感器、温湿度气压及电压电流等关键环境与运行参数的实时监控，本文专门设计了一款8路串口服务器。该模块实现了与每个舱内8个OM单元的高效互联，单路通信速率最高可达 15 Mbps。
