BESⅢ Muon电子学VME控制扇出插件升级优化
北京正负电子对撞机(BEPC，BeijingElectronPositronCollider)主要由直线加速器、束流运输线、储存环、北京谱仪(BES，BeijingSpectrometer)和北京同步辐射装置等组成，为我国粒子物理研究作出了重大贡献。
北京正负电子对撞机的升级改造工程(BEPCⅡ)采用双环结构，实施多束团、大交叉角的对撞方式，峰值亮度达到1033cm-2s-1，工作性能比BEPC提高100倍。为适应BEPCⅡ高计数率的要求，大幅度提高探测性能、减少系统误差，北京谱仪也相应进行全面改造，改造后北京谱仪(BESⅢ)的性能远远优于BESⅡ。因此，利用BEPCⅡ/BESⅢ可以在短时间获取高统计量、高质量的实验数据，使得在τ-粲能区对标准模型做更高精度的实验检验成为可能，这对于粒子物理的研究非常重要。
BESⅢMuon子鉴别器电子学系统由VME子系统和前端板FEC(Front-EndCircuit)子系统构成。VME子系统由1块VME控制扇出插件FANOUT和10块VME数据读出插件READOUT组成，放置在探测器外部，通过30米屏蔽电缆与前端FEC子系统通信。前端板FEC子系统由572块前端板FEC构成，放置在探测器内部，主要实现探测器信号的模数转换、并行数据的触发筛选、并串转换及菊花链式级联发送。
本论文是BESⅢMuonElectronics电子学读出系统研究工作的重要组成部分，主要对VME控制扇出插件FANOUT进行了设计与优化。
BESⅢMuon电子学VME控制扇出插件FANOUT实现了对光纤子板光纤快控制信号的接收，并且将该快控制信号下发给VME读出插件READOUT和前端板FEC；VME控制扇出插件FANOUT同时将来自前端板FEC和VME数据读出插件READOUT的FULL、ERROR等状态信号通过光纤子板上传到触发系统。在自检工作模式下，VME控制扇出插件FANOUT需要自己模拟产生触发信号与CHK等控制信号使整个VME小系统处于自检状态。
本论文首先简要阐述了BESⅢ的物理背景，BESⅢMuon电子学设计的目标。
由于Muon电子学系统是基于VME总线，因此论文接下来介绍了VME总线的架构以及本论文中会涉及到的几种总线周期。
本论文进行了BESⅢMuon电子学VME系统的支持性实验，研究了两时钟频率接近但又相互独立的时钟是否会对FPGA逻辑产生影响。
在此基础上，本论文给出了VME控制扇出插件FANOUT的硬件电路设计与优化。
本论文重点介绍了VME控制扇出插件FANOUT基于VME总线的FPGA逻辑设计，同时对VME小系统给出了测试方案并进行了长时间测试，获得测试结果。
正负电子对撞机;直线加速器;束流运输线;储存环;控制扇出
中国科学技术大学
硕士
物理电子学
梁昊
2009
中文
O572.214;TL594
79
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）