プログラム可能な論理回路を用いた宇宙線観測装置の開発

利用可编程逻辑电路开发宇宙线观测装置

• 批准号: 13740151
• 负责人: さこ 隆志
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13740151/
• 关键词: 宇宙線; 太陽中性子; 太陽フレア; FPGA・CPLD

13年度にXILINX社のFPGA Spartan XCS10XLPC84を用いて論理回路の基礎試験を行った。この試験では、本チップの応答速度・遅延時間・消費電力といった基本性能が宇宙線実験の要求を満たすことを確認した。14年度には同社のCPLD XC95108-15PC84Cを用いて実用回路を作成した。作成した回路は、14年度末にメキシコ・シェラネグラ山に設置する太陽中性子望遠鏡の方向測定回路である。同様の望遠鏡はこれまでに世界各地に設置されてきたが、方向測定用の回路はその都度手作業で数10個のTTL ICをはんだ付けすることで製作してきた。今回、この回路をCPLDで製作したことにより、数10個分のICをたった1個のチップでおきかえることに成功した。太陽中性子望遠鏡の動作試験は14年度中に名古屋大学内で実施し、その際、上記回路を含めたデータ収集も行った。その結果、今回製作した回路によって、宇宙線の到来方向分布が正しく測定できることが確認できた。また、長期にわたる動作試験でも、本回路は正常に動作し続けた。装置はすでにメキシコに発送されており、3月に現地での建設が行われ、本格的な観測が開始する。CPLDを用いて部品数を格段に減少させたことによって、回路製作のミスを軽減することができた。また、プログラム可能な機能を生かして、今後のメキシコ太陽中性子望遠鏡の拡張を効率よく行うことができる。上記の過程の中で出会ったひとつの問題は、CPLDに複雑な回路を書き込むと、入出力の端子を自由に選ぶことができなくなる、ということである。これは本研究の目的としていた汎用基板の作成の大きな障害と考えられた。しかし、この問題もCPLDを用いることで解決した。論理回路本体を書き込むためのCPLDの他に、このCPLDとモジュールの入出力端子をつなぐ中継用のCPLDを導入したのである。このようなデザインで、14年度のもうひとつの目標であったCPLDを用いた汎用論理回路基板を作成した。この基板を用いることによって、計算機上でデザインし、専用ケーブルでダウンロードするだけでどのような論理回路でも簡単に実現できるようになった。今後、新しい実験を考えていく上で、このような基板の存在は非常に有効になると考えられる。

In the 13th year, the XILINX Society FPGA Spartan XCS10XLPC84 used the management of the circuit to improve the performance of the company. The speed delay, the basic performance of the power plant, the cosmic line test requirements, the speed delay, the delay time, the basic performance, the speed, the time delay, the basic performance, the cosmic line requirements, the speed delay, the basic performance, the basic performance, the cosmic connection, the request for confirmation. In the 14th year, CPLD XC95108-15PC84C was made out of loops. In the end of the 14th year, we made a circuit to determine the direction of the neutral lookout circuit. The same number of TTL IC devices can be set up all over the world, and the direction measurement will be done by using a loop operator. This time, the two-way CPLD is responsible for the successful election of one of the 10 sub-IC units. In 14 years, the Nagoya University of Nagoya said that the loops of the Nagoya University, the International and the Upper Loop included a collection of data. The result of the test, this time, we are going to make a test of the distribution of the direction of arrival of the cosmic ray, and we are going to make sure that we are going to make sure that we are going to do this. Long-term operation, long-term operation, and normal operation of this circuit. The equipment is required to make sure that it is delivered to the local market, the local construction line is scheduled to be built in March, and the local market is scheduled to start. CPLD uses the number of parts in the section, the number of parts, the number of parts, the number of parts, It is possible that the machine will be able to give birth to the disease, and in the future, the neutral will have an increase in the rate of health care. In the process of the previous session, there will be a number of health problems, CPLD copy loops, input and output power terminals, please select the following questions, please do so. The purpose of this study is to use the substrate to make a large scale, barrier and damage test. To solve the problem, CPLD will use the following information to solve the problem. Manage the circuit body, CPLD the other, CPLD the input and output terminal, use the CPLD to enter the output terminal. In the year 14, please use the circuit substrate to make the CPLD. The base board is used to make sure that the computer is used, the computer is used, and the computer is used to improve the performance of the circuit. In the future, there will be a lot of information on the substrate in the future.