2008-11-08 20GSPS Digital Correlator 建制 (1) 黃承光 黎煥欣 簡文鵬
之前的 Digital Correlator 設計都是在使用一個 max3950 10G sampling 的情況下操作. 但這離我們要的規格 20GSPS (正確來說是 17.4GHz Sampling). 但如何把一堆 demux 與 FPGA 的時序控制在幾十個 ps 的等級, 一直都是我們的問題. 一直到前些天 Demux align 及 Demux Ref 的測試, 才有操作的可能. 於是在我到夏威夷之前, 想法子給小光建制好一個測試平台. 先以它自己的 FPGA 產生資料來測試.
之前己經有一個測試平台了(下圖)
是用在 1 AUX + 6FT + 1CLK+ 4CO 的組態下做成. 架子也只能容下這麼多板子. 本來小光想變成 1AUX + 6FT + 1CLK + 8CO 的組態, 後來他變成 2AUX + 6FT + 1CLK + 4CO. 但不管如何變, 原來的架構都容納不下, 於是把線全部拆掉. 並且把容積做大. 變成第一個階段.
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我們希望在這次更動中, 用最少的動作將它完成, 第一步先拆掉蓋子.
然後用三根不動一根動的方式抽換拄子. 先把對角兩根換掉
四根柱子都裝完了, 再裝回頂蓋. 這時可以請小光決定板子的方向, 並將之固定配電
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接著要做 FPGA Programmer 不管小光怎麼改, 原來的規格都不足以應付, 所以要做新的 FPGA program distrubuter
新的 distrubuter 可以控制 16 片 FPGA, 我設計完後由小胖把它做出來. 其中也用了前面文章提到的序列 I/O 方法來讀取 FPGA 的 done pin, 雖然有 16 個要讀. 但控制板與 MCU 之間的接線只剩六條.
總算在除去一些軟硬體的錯誤後, 它們成功地把 13 片 fpga 給 program 起來了.
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接下來就是 FT -> CO 的配線, 小光給了一個文件檔說明配線的方法, 我把它製成圖. 就變成下圖的模樣. cross-bar 式的配線怎得一個亂字了得. 這邊表示的是由 FT1 ~ 3 to CO1 ~ 4 的配法.
在側面來看, 配線的樣態就是如此
真的配起來就是這副模樣
前方也是
再加上由 AUX -> FT 的信號線, 以及其它的 Wash/Sampler, clock300M 等配線, 終於又做出一個 "線塔"
同時因為資料量大了一倍. DAQ 程式也要修. 最終收到了 520 bytes 正確的資料. 但因為程式結構的關係, 它的速度更慢了. 變成 2.5 Hz 取樣. 以後真正的 DAQ 程式只好再分散在幾個電腦來做了.
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