研究目的
为克服过时FPGA板的局限性并实现高速成像实验所需的更高性能,开发一种用于绝缘体上硅(SOI)像素探测器的新高速读出系统。
研究成果
采用KC705板卡的新DAQ系统为INTPIX4探测器实现了连续模式下95.3帧/秒和最高速模式下762.5帧/秒的吞吐量,较先前系统展现出性能提升。但需进一步调试DDR_IO模块以解决功能限制问题,实现完整功能。
研究不足
原型DAQ系统配备了一个实验性DDR_IO???,其功能尚不完善,容量限制为256MB,并在最高速度模式下出现问题。ADC控制尚未完全实现,测试时需使用虚拟数据。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用KC705评估板搭配Kintex-7 FPGA设计新型数据采集系统(DAQ),以替代过时的SEABAS2板卡。该设计注重保持与现有资源的向后兼容性,并提升高速成像的吞吐量。
2:样本选择与数据来源:
暂定目标为INTPIX4 SOI像素探测器,由于ADC控制功能尚在开发中,测试时采用模拟数据。
3:实验设备与材料清单:
包括KC705评估板、ADC/DAC/NIM子板、INTPIX4探测器及配备指定组件的DAQ计算机。
4:实验流程与操作步骤:
通过三种条件测试系统帧间周期稳定性:无DDR_IO模块的连续数据采集、带DDR_IO??榈牟杉约鞍吮端僭诵?。使用200MHz参考时钟的计数电路进行测量。
5:数据分析方法:
测量并分析帧间周期稳定性,通过绘制结果图表评估帧率与吞吐量性能。
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获取完整内容-
KC705 Evaluation Board
KC705
Xilinx
Used as the new DAQ platform board for high-speed readout of SOI pixel detectors, featuring a Kintex-7 FPGA, DDR3 memory, and Gigabit Ethernet interface.
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ADC/DAC/NIM Sub-board
Provides ADC, DAC, and NIM I/O functions for controlling and reading out the INTPIX4 detector, connected to the KC705 via FMC-LPC interface.
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INTPIX4
INTPIX4
Integration-type SOI pixel detector used as the provisional target for the new DAQ system, applied in X-ray imaging and charged particle detection.
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SEABAS2 Board
SEABAS2
Previous DAQ platform board with Virtex-5 FPGA, used for comparison and as a basis for backward compatibility in the new system.
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DAQ PC
Computer used for data acquisition and processing, running Windows 10 and connected to the DAQ board via Gigabit Ethernet.
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