第6期核电子学与探测技术Vol26.pdf

　第 26 卷 　第 6 期 核电子学与探测技术 Vol . 26 　No . 6 　 　 2006 年 　11 月 N uclear Elect ronics Det ection Technolo gy Nov . 　2006 　　 高能物理实验中电子学逻辑在 线升级功能的实现 刘小桦 ,刘树彬 ,安 　琪 ( 中国科学技术大学近代物理系快电子实验室 ,安徽合肥 230026) ( ) 摘要 :大型物理实验中电子学逻辑经常需要在线升级 ,现场可编程门阵列器件 F P GA 的大量使用 　　 ( ) 使得在线升级成为可能 。介绍了一种通过串行 Flash 和复杂可编程逻辑器件 CPLD 采用被动串行模 ( ) 式 P S 配置 F P GA 芯片的方案 ,可以实现电子学系统的上电自动配置 、远程更新配置文件和系统运行 模式的切换 。给出了方案的基本原理 、系统框图和硬件电路 。 关键词 :FP GA 配置 、;远程更新 、; P S 模式 中图分类号 : 　TN79 1 　　文献标识码 : 　A 　　文章编号 : (2006) 　　大型物理实验 ,尤其是高能物理实验中 , 电 Cyclone[2 ] 系列 F P GA 来进行整体控制 、处理 子学是数据获取 、处理 、判选的重要途径 。实验 [ 1 ] 和传输数据 ;而 TO F 触发电子学系统 则采用 装置建立后 ,随着实验条件 、实验 目的的改变 , 了Alt era 公司的 St ratix [3 ] 系列 F P GA 设计触 电子学经常需要进行功能上的相应改变 。而且 发判选逻辑 。F P GA 是基于 SRA M 工艺的 ,实 在实验的维护中也经常需要功能上的改进 。更 现 F P GA 功能的配置数据存放在 内部 SRA M 换所有的电路既浪费宝贵的实验资金 ,新电路 单元中 ,具有掉电易失性 ,所以每次上电后需要 的调试又必将耽误出成果的时间 , 因此大型物 从外部输入配置数据重新配置 F P GA , 因此可 理实验的电子学 ,尤其是逻辑电路如果能实现 以通过改变外部配置数据实现逻辑的升级 。读 在线升级 ,将给物理实验带来巨大的好处 。现 出电子学和触发电子学板位于离控制室较远的 ( 场可编程逻辑 门阵列器件 Fiel d Pro gramma 实验大厅中的 V M E (V er sa Mo dule Eurocar d) ble Gat e s A r ray , F P GA ) 在大型物理实验 电 9U 机箱里 , PC 机通过 V M E 总线远程控制机 子学中的应用使这成为可能 。 箱 ,与读出电子学和触发电子学板进行通信 。 1 　背景介绍 如果能够远程通过 V M E 总线更新 F P GA