基于FPGA的低成本同步光纤网络用于空间实验装置
仪器与探测器
2022-02-02 v1
摘要
物理学中的定制实验装置常需要控制电子学在较小时间尺度上执行动作与测量。当进一步约束限制实验环境时，例如实验位于探空火箭内部，由于重量、发热或预算限制，常规网络系统将无法满足这些约束。本文提出了一种网络架构，在使用低成本商用硬件的情况下，通过一对塑料光纤实现小于1 ns的时间分辨率。与铜光纤相比，塑料光纤重量轻，且可额外实现装置各部分的电气隔离。40 Mbit/s的数据速率使网络能够传输大量测量与配置数据。我们在小型FPGA上实现了网络端点与交换机的概念验证设计，并从同步性、数据速率和资源占用方面进行了分析。使用商用器件，达到了1 ns分辨率，标准偏差小于100 ps。与铜线实现相比，重量降低约一个数量级。该网络以其低重量与低成本，适用于需要高时间分辨率的空间或实验室装置。
引用
@article{arxiv.2109.11638,
title = {FPGA-based low-cost synchronized fiber network for experimental setups in space},
author = {Tim Oberschulte and Thijs Wendrich and Holger Blume},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.11638},
year = {2022}
}
备注
12 pages, 8 figures