用于 FPGA 中波并联合 TDC 的快速改进型胖树编码器
仪器与探测器
2015-06-15 v1 硬件体系结构
摘要
迄今为止，波联合 (wave union) 方法在基于 FPGA 的 TDC 设计中可实现最佳的时序性能。然而，在此类结构中必须保证非温度计码到二进制码 (NTH2B) 的编码过程在一个系统时钟周期内完成。考虑到高速要求，NTH2B 编码器的实现颇具挑战性。此外，高分辨率波联合 TDC 还要求编码器将超宽输入码转换为二进制码。我们提出了一种快速改进型胖树编码器 (IFTE) 以满足此类需求，其中集成了毛刺错误抑制功能。采用该编码方案，在 Xilinx Virtex 5 系列 FPGA 中实现了一种均方根值为 7.7 ps、有效 bin 尺寸为 3.8 ps 的波联合 TDC。实现了将 276 位非温度计码转换为 9 位二进制码的编码时间为 8.33 ns。我们对波联合发射器的振荡周期以及 TDC 的整体性能进行了一系列测试；测试结果表明 IFTE 工作良好。事实上，在该编码器的实现中无需手动布线或特殊约束；因此，这种 IFTE 结构也可进一步应用于其他基于延迟链的 FPGA TDC。
引用
@article{arxiv.1303.6849,
title = {A Fast Improved Fat Tree Encoder for Wave Union TDC in an FPGA},
author = {Qi Shen and Lei Zhao and Shubin Liu and Shengkai Liao and Binxiang Qi and Xueye Hu and Chengzhi Peng and Qi An},
journal= {arXiv preprint arXiv:1303.6849},
year = {2015}
}
备注
Submitted to "Chinese Physics C"