使用基于 FPGA 的 GBT 仿真器的缪子室高速容错安全通信
硬件体系结构
2016-01-20 v1
摘要
压缩重子物质(CBM)实验是达姆施塔特 GSI 的 antiproton 与离子研究装置(FAIR)的一部分。CBM 实验将利用原子核-原子核碰撞研究高度压缩的核物质。该实验将检验固定靶几何中的重离子碰撞，并能够测量强子、电子和缪子。CBM 需要精确的时间同步、紧凑的硬件、辐射耐受性、自触发前端电子学、高效的数据聚合方案以及处理高数据率(高达数 TB/s)的能力。作为在印度实现 MUCH 读出链的一部分，我们试图在印度实现基于 FPGA 的 GBTx 仿真器。GBTx 是一种辐射耐受 ASIC，可用于实现高能物理(HEP)实验的多用途高速双向光链路，由 CERN 开发。GBTx 将用于高辐照区域，更容易受多比特错误影响。为减轻此影响，我们未使用单比特纠错 RS 码，而是采用了双比特纠错的 (15,7) BCH 码。这将增加冗余，进而提高编码数据的可靠性。因此编码数据更不易受辐射噪声影响。数据将通过通信信道经多个节点从探测器传至 PC。为使数据通信安全，在信道编码之后使用了高级加密标准(AES——一种对称密钥密码体制)和 RSA(非对称密钥密码体制)。
引用
@article{arxiv.1505.04569,
title = {High speed fault tolerant secure communication for muon chamber using fpga based gbt emulator},
author = {Suman Sau and Swagata Mandal and Jogender Saini and Amlan Chakrabarti and Subhasis Chattopadhyay},
journal= {arXiv preprint arXiv:1505.04569},
year = {2016}
}