超高帯域光通信路によるデータ収集系の研究

超高带宽光通信信道数据采集系统研究

• 批准号: 16028218
• 负责人: 中尾 幹彦
• 金额: $ 4.48万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16028218/
• 关键词: 高エネルギー実験; Super-B; データ収集; FPGA; 光通信; B中間子; KEKB; Belle

平成17年度はKEKBアップグレード計画(Super-B)のためにデータ収集系を一新する一環として引き続き光通信路の必要性および実現方法を研究した。平成16年度に設計・製作したVMEモジュールを使用してXilinx社のVirtexII Pro FPGA上のファームウェアの開発を行った。データ転送のプロトコルには、Xilinx社が無償で提供しているAuroraプロトコルを使用した。このモジュールでは、光通信用の実現に関して基板上にFPGAと光トランシーバ用のコネクタを用意するだけでよく、非常にコンパクトかつ安価に光通信を実現できるので、検出器のごく近傍にまで光通信路を配置するのに最適である。Super-B計画で必要とされる検出器および読出方法の開発研究も進みつつあり、特に非常に大量の信号量の予想されるピクセル検出器の信号読出しなどで高帯域の光通信路とFPGAの組合せの応用は広いことがわかった。逆に、当初試作を予定していた単純なアナログ・デジタル変換回路との組合せのような用途はなさそうである。本研究で試作したモジュールでは2Gbpsの光通信路を使用しているが、当初予定では、10Gbpsのトランシーバ機能を持つXilinx社のVirtex4-FX FPGAを使用してテストモジュールを試作する予定であり、発表されている規格を元に開発を進めていた。しかし、製造プロセスに難があるということで現在までのところ安定供給されておらず、本研究でも試作にいたらなかった。

In 2017, we studied the necessity and implementation methods of introducing optical communication circuits as part of the new digital data acquisition system of the KEKB OpenStack Project (Super-B). Design, production and development of VME modules using Xilinx VirtexII Pro FPGAs Xilinx offers Aurora free of charge. This paper discusses the implementation of optical communication in FPGA and optical communication circuit on the substrate, and the optimal configuration of optical communication circuit in FPGA and optical communication circuit. Super-B project is necessary for the development of detector and output methods, especially for the design of a large number of signals, such as high-band optical communication circuits and FPGA combinations. In reverse, the initial trial operation is determined, and the combination of pure and simple circuits and circuits is determined. This study is intended to test the use of 2 Gbps optical communication circuits and to develop specifications for 10Gbps optical communication capabilities for Xilinx Virtex4-FX FPGAs. This study was conducted on a trial basis.