主触发快控制系统设计与硬件实现

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1、主触发快控制系统的设计与硬件实现触发组2005/09一．BESIII主触发快控制系统1.系统组成2.各插件介绍1.2.1时钟扇出板CLKF1.2.2快控制板FCTL1.2.2.1快控制信号定义及读出状态信号定义1.2.3快控制信号扇出板（FCSF）1.2.4触发读出控制板(TROC)1.2.5快控制子板(FCDB)1.2.6其它二、重难点问题：1.系统流水线时钟频率的确定与同步：2.1.1时钟频率的确定2.1.2同步问题：2光纤串行传输2.2.1主要器件2.2.2性能测试2.2.2.1误码率2.2.2.2抗干扰性2.2.2.3错误报告及同步恢复2.2.2.4延时离散度及相位稳定性2

2、.2.3光纤链路辐照损伤的计算与实验研究2.2.3.1光纤的辐照损伤原理2.2.3.2光纤辐射衰减的计算2.2.3.3其它元件的抗辐射特性2.2.3.4实际辐照测试及结果分析BESIII主触发快控制系统BESIII主触发快控制系统（在其他探测器中一般称为触发定时和控制系统TTC）是整个BESIII触发系统的重要部分，它控制着触发系统与子探测器读出电子学系统协同工作。。z它利用加速器控制的高频时钟，经过分频处理后产生与之同步的41.65MHz时钟，送到子探测器读出电子学和触发系统。z快控制系统也将主触发判选板送来的L1，CHK信号，及VME命令产生的各种控制信号RST，RLOAD，F

3、RST，TSYNC，TPD0，TPD1，CRSV通过光纤或差分电缆线送到子探测器读出电子学和触发系统z将子探测器读出电子学和触发系统上传的状态信号SRSV，RERR，FUERR，FULL进行处理，可分别屏蔽或计时，计数，到设定值引起中断。1.系统组成及各插件介绍此系统由时钟扇出板（CLKF）、快控制板（FCTL)、快控制子板(FCDB)、快控制信号扇出板（FCSF）、触发读出控制板(TROC)等组成，如图1所示。TOF电子学快控制系统40MHz500MHz12分频器快控制子板1TOF,Mu(FCDB1)触发机箱主触发机箱快控制子板2读出控制板1(FCDB2)(TROC1)40MHz

4、40MHz时钟扇出板（CLKF）Mu电子学MDC快控制板触发机箱快控制子板3（FCTL)(FCDB3)读出控制板2(TROC2)快控制信号扇出板（FCSF）MDC电子学触发读出控制板4EMC快控制子板4(TROC4)触发机箱(FCDB4)读出控制板3(TROC3)EMC电子学线类型说明：快控制子板5虚线：光纤(FCDB5)实线：差分电缆细线：40MHz时钟线（除一根500MHz外）粗线：快控制及状态信号线图1快控制系统图2.各插件功能介绍1.2.1时钟扇出板CLKF接收TOF分频后，通过光纤传输来的41.65MHz时钟。将它用光纤扇出到MU，EMC，MDC电子学子系统，由子系统中的

5、快控制子板(FCDB)上的光纤收发器解出时钟信号。时钟信号也用LVDS差分信号传输给快控制板（FCTL)，同时用LVPECL差分信号传输给四块触发读出控制板(TROC)。在TOF无时钟信号传来时，此板也能自己产生41.665MHz（83.33MHz高精度晶振2分频）的时钟信号供测试用。原来方案中，各触发读出控制机箱的时钟是由时钟扇出板-〉快控制板-〉快控制信号扇出板-〉触发读出控制板(TROC)-〉机箱，显然这种方案时钟走的路程较长，经过的器件更多；最近讨论后决定时钟扇出板产生LVPECL差分时钟信号，通过差分线直接送给触发读出控制板(TROC)。这样，必定会提高触发读出控制机箱时

6、钟的质量。图2时钟扇出板CLKF1.2.2快控制板FCTLa.接收时钟扇出插件来的时钟，并将之传到快控制信号扇出板（FCSF）。b.根据VME命令发送快控制信号，同时扇出主触发判选插件发来的L1，CHK信号。用光纤传到各电子学子系统；用LVDS差分线传到快控制信号扇出板（FCSF），由其扇出到各读出控制插件。c.各系统上传的数据读出状态信号也由各电子学子系统通过光纤（快控制信号扇出板通过LVDS差分线）传到快控制板，由本插件对这些信号进行计时，计数等处理，达到规定值给出中断。各系统上传的FULL，SRSV信号分别或后送给主触发。各读出状态信号可一一屏蔽，以免某信号长时间出错导致系统

7、一直请求中断。d．光纤传输数据采用并串转换后传送，快控制板与快控制子板配合，可判断下行（触发到电子学）与上行（电子学到触发）光纤的传输状态，如出错可再次自动或手动进行同步。e．LVDS信号采用负逻辑进行传输，以适应无信号时的情况。这是因为触发组所用LVDS接收器件（如SN75LVDS386/388A/390,SN75LVDT386/388A/390等）在无输入时默认输出高电平；而采用负逻辑，高电平表示无信号，这样实际使用时比较方便。f.在系统调试时，具有自己产生一定频