128-канальный 14-битный дигитайзер с открытой ПЛИС со скоростью 125 МС/с R5560SE

Особенности:

• 128 каналов, 14-разрядный цифровой преобразователь со скоростью 125 МС/с
• Одноканальные входы с расширенным программируемым интерфейсом
• На базе мощной микросхемы Xilinx Zynq-7000 SoC с открытой ПЛИС
• Полнофункциональная система считывания для считывания больших массивов датчиков (PMTS, сегментированных HPGe, газовых трубок и т.д.)
• 3U, 19-дюймовое устройство для монтажа на стойку с автоматическим управлением вентилятором
• Полностью поддерживается SCI-Compiler для упрощения программирования ПЛИС (лицензия на выполнение встроенного ПО включена в комплект поставки)
• Синхронизация от платы к плате с помощью одного кабеля CAT5e.
• Настраиваемая цифровая операционная система ввода-вывода для взаимодействия с внешними системами
• Максимальная гибкость: USB3.0, Ethernet и опциональное подключение по оптическому каналу связи для поддержки удаленного управления, а также чрезвычайно быстрого обмена данными
• 2,4-дюймовый сенсорный дисплей для быстрой настройки и контроля состояния

Описание:

CAEN Mod. R5560SE - это 3U, 19-дюймовый встраиваемый в стойку 128-канальный 14-разрядный открытый ПЛИС-дигитайзер со скоростью 125 МС/с и несимметричными входами, предназначенный для обеспечения программируемых возможностей обработки данных.

R5560SE предназначен для считывания данных с больших массивов детекторов (PMT, сегментированных HPGe, трубок 3He и т.д.) с использованием настраиваемой платформы и продвинутого программируемого интерфейса. Фактически, можно воспользоваться преимуществами мощного встроенного SoC для написания пользовательского алгоритма обработки импульсов на открытой ПЛИС, а также создать промежуточное программное обеспечение, соответствующее потребностям интересующего приложения. Кроме того, усовершенствованный интерфейс позволяет легко подключать большинство детекторов, обычно используемых в физических экспериментах, и управлять ими.

Плата может одновременно управлять большим количеством цифровых (LVDS, NIM, TTL) и аналоговых сигналов, что позволяет реализовать множество функций, необходимых для физических экспериментов: оцифровка сигналов, сложная логика запуска, анализ высоты импульса с помощью MCA, временные метки, распознавание формы импульса и т.д.

Это оптимальное решение для крупных экспериментов, где обычно требуется быстрая оцифровка аналоговых сигналов и использование нескольких цифровых линий для взаимодействия с внешними системами. Плата поддерживает многоплатную синхронизацию по одному кабелю CAT5e с возможностью масштабирования до тысяч каналов.  Кроме того, форм–фактор для монтажа в стойку упрощает экспериментальную установку в случае многоплатформенных систем, где эффективное управление пространством часто является ограничением.

Программное обеспечение SCI-Compiler, генератор микропрограмм и компилятор на основе блок-схем CAEN, помогает программировать ПЛИС для обеспечения интенсивной обработки данных в режиме реального времени.

Доступно бесплатное демонстрационное программное обеспечение с открытым исходным кодом для управления стандартным программным обеспечением для анализа высоты импульсов, реализующим измерения энергии с использованием трапециевидного фильтра.

Приложения включают:

• Интегрирование заряда для считывания показаний SiPM, кремниевых детекторов, ФЭУ
• Считывание показаний нейтронных детекторов
• Трапециевидный фильтр PHA для считывания показаний HPGe
• Распознавание формы импульсов
• Считывание показаний предусилителя с непрерывным сбросом или сбросом транзистора

Технические параметры:

Общие    
Форм-фактор: 19”, 3U для монтажа в стойку
Размеры: 132.5/482.0/366.0 (399,8 с ручками) мм

РАЗМЕРЫ (В/Ш/Д)    
132.5/482.0/366.0 (399,8 с ручками)

ТРЕБОВАНИЯ К ПИТАНИЮ    
Напряжение: 100-240 В переменного тока ± 10%
Частота: 50/60 Гц
Типовое энергопотребление: 0,5 А при 220 В переменного тока
Предохранитель: 2,5 А, 250 В – 5 мм x 20 мм
АНАЛОГОВЫЙ ВХОД    
Каналы: 128 несимметричных входов на MCX
Импеданс: программируемый 50 Ом/1 Ком
Полоса пропускания: 60 МГц
Диапазон полной шкалы: [0,015 Vpp: 1,5 Vpp]
Аналоговое грубое усиление: [x1:x100] Программируемая регулировка смещения по постоянному току на каждом входе в полном диапазоне частот
ЦИФРОВОЙ ввод-вывод    
Каналы: 4 x 32 дифференциальных, 4 x 64 несимметричных
Сопротивление: Zdiff = 100/50 Ом
Разъем: 4x VHDCI
Подключение: постоянный ток
Тип сигнала: LVCMOS 2,5В, LVDS, BLVDS
ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ввод-вывод    
Сопротивление: Zdiff = 100/50 Ом
Подключение: ПОСТОЯННЫЙ ток
ЦИФРОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ    
Разрешение: 14 бит
Частота дискретизации: 125 МС/с одновременно на каждом канале
ГЕНЕРАЦИЯ ТАКТОВЫХ импульсов    
Тактовая частота АЦП 125 МГц

Источники тактовой частоты: внутренние/внешние

Внутренний генератор 25 МГц
Внешний генератор 25 МГц – ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ В разъеме 0 или SYNC
спусковой крючок    
Источник запуска:

Внутренний/внешний: управляется встроенным ПО по умолчанию программным обеспечением
Сложная логика запуска: может быть реализована пользователем на открытой ПЛИС
Отметка времени срабатывания:

Значение FW по умолчанию: 32-разрядный счетчик, разрешение 8 нс, диапазон действия 26 дней
Пользовательское значение FW: определяется конструкцией встроенного ПО
Распространение срабатывания: через пользовательский интерфейс ввода-вывода и разъем синхронизации

синхронизация    
Передача тактовых импульсов; ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЕ разъемы ввода-вывода, разъем СИНХРОНИЗАЦИИ
Синхронизация сбора данных: С помощью программируемого модуля LEMO, через специальный разъем SYNC Connector
Разъем Sync позволяет подключать несколько устройств и синхронизировать их с помощью одного стандартного кабеля CAT5e

Открытая ПЛИС    
4x Xilinx Zynq-7000 SoC:
Z-7030 (R5560A, R5560SEA)
Модель Z-7035 (R5560B, R5560SEB)

память    
1 Гбайт памяти для считывания списка на каждом SoC
Скорость до 8 Кбит/с для одновременного считывания формы сигнала
ИНТЕРФЕЙС СВЯЗИ    
Ethernet (считывание): 4 х 1 Гбит/с (суммарная скорость 4 Гбит/с).
Ethernet (медленное управление): 1 Гбит/с (медленное управление - это дополнительный порт, который не требуется, если используется Ethernet с быстрым считыванием данных).
Оптическая линия связи: разъемы для 8 x 10 Гбит/с приемопередатчиков SFP+ (протокол связи по умолчанию не реализован).
USB 3.0: 1x индикатор USB 3.0.
Все интерфейсы считывания позволяют выполнять одну и ту же задачу с разной скоростью и с использованием разных носителей. Их можно использовать независимо или одновременно. Различные интерфейсы считывания позволяют интегрировать R5560SE в существующую экспериментальную среду.
ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ считывание данных TTL/LVDS: Считывание данных с помощью цифрового ввода-вывода VHDCI по пользовательскому протоколу.
прошивка    
По умолчанию: запись формы сигнала и анализ частоты импульсов (связь через Ethernet)
Пользовательский режим: Используйте SCI-Compiler для разработки собственной прошивки. Встроенное ПО может быть обновлено с помощью отладчика Ethernet или USB 2.0 ("на лету").

программное обеспечение    
SCI-55X0 Считывающее программное обеспечение для управления встроенным ПО умолчанию программным обеспечением
SCI-компилятор для разработки пользовательского встроенного ПО