基于PCIe总线的EPICS控制系统研究

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文2013年4月ByZhengtongLiuADissertationSubmiRedtoGraduateUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofComputerTechnologyInstituteofHighEnergyPhysicsChineseAcademyofSciencesApril，2

2、013声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均己在文中以明确方式标明。签名：关才学位论文使用授权的说明本人完全了解中国科学院高能物理研究所“关于中国科学院高能物理所研究生论文及研究成果使用权的规定”(2001)高发研生字第315号文件，即：高能物理研究所拥有在著作权法规定范围内学位论文的使用权，其中包括：(1)己获学位的研究生必须按规定提交学位论文，高能物理研究所可以采用

3、影印、缩印或其他复制手段保存研究生上交的学位论文；(2)为教学和科研目的，高能物理研究所可以将公开的学位论文作为资料在图书馆、资料室等场所供科研人员阅读，或在所内网站供科研人员浏览部分内容；(3)根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》，向国家图书馆等相关部门报送可以公开的学位论文。签名：珥虹日期：型姓摘要随着加速器装置的日益庞大，设备越来越多，控制系统规模也越来越大，对控制系统响应速度要求越来越高。传统的总线如CANbus总线、VME总线在传输速度都有一定限制，而新型的PCI．e总线因其具有高可用性、高扩展性、高数据传输速率，支持热插拔等优

4、点，势必成为下一代控制系统总线的主流。针对控制系统总线发展趋势，作者先是对当前各种总线VMEBus、ControlNet、CANbus、PCI．e等在国内外加速器控制系统中的使用情况进行了广泛的调研，重点学习和研究了PCI．e总线协议的相关技术；之后比较系统地学习了EPICS软件包的层次结构、运行机制及IOC开发方法。在此基础上，作者使用Hytec公司的PCI．e载板及数字输出输入P卡搭建了一个基于PCI-e总线的EPICS控制系统，主要工作包括Linux下的设备驱动程序、EPICS设备支持程序、实时数据库和人机操作界面。采用软件与硬件相结合的

5、测试方法，对PCI．e总线性能进行了测试，为PCI．e总线在未来控制系统中的应用提供了有力的依据。本论文的工作是率先在国内加速器控制领域对PCI．e总线和EPICS相关技术进行应用研究，通过对该总线应用运行性能的测试评估，为PCI．e总线在未来控制系统中的EPICS应用打下一个良好的基础。关键词：PCI．e总线，EPICS控制系统，响应速度AbstractAstheacceleratorfacilityisgettingincreasinglylarge，themorethenumberoftheequipmentsisgetting，thel

6、argerthescaleofthecontrolsystemisgetting，theresponsetimeofthecontrolsystemisrequestedtobecomeincreasinglyhigh．ThetraditionalcontrolbustypeslikeCANbusandVMEbushavesomelimitationonthetransferrate，newtypePCI-ewillbemaintrendofthenextgenerationbussincethePCI—ebushashighavailabil

7、ityandhighscalabilityaswellashighdatatransferrate．Accordingtothegoingfiendofthebusofthecontrolsystem，theauthormadeasurveyonapplicationofthevarioustypebuslikeVMEbus、CANbus、ControlNetintheacceleratorcontrolsystems．Duringthesurvey,theauthormainlystudiedPCI-etechnology．Thentheau

8、thorlearnedthestructureoftheEPICSsoftwaretoolkitsandworkingmechanism．Beside