核融合プラズマ装置におけるイベント駆動型実時間データ処理系の試験研究

事件驱动的聚变等离子体设备实时数据处理系统实验研究

基本信息

批准号：
10780307
负责人：
中西秀哉
金额：
$ 1.22万
依托单位：
National Institute for Fusion Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

核融合科学研究所で実施されている大型ヘリカル装置(LHD)実験では,約1時間までの準定常運転実験を計画している.そこで新たな実時間データ処理システムに対して要求される仕様を,昨年までの作業で洗い出し,概念設計としてまとめたが,今年度はシステム実装に向けた問題点の技術的解決方法の具体的検討を行なった.まず実時間処理型デジタイザ・フロントエンド(DFE)を実装する際の基本仕様として,現在のLHD計測でもほぼ十分な,1筐体あたり100kHz連続サンプリングADCを100チャネル以上という設定を行なった.これは16ビット以下のADCを利用した際に20MB/sのリアルタイム・データ・ストリームを生成することに相当し,関連する処理系は連続無停止でこのストリームを処理できなければならない.しかもこうした筐体が計測器ごとに設置される可能性が十分に想定されるため,この処理系を現在の計算機(PC)関連技術で実現するには,必然的に計測器ごとに並列に分散した転送・弁別処理・表示格納の系統を持つことが必須条件となる.DFEとPC内部のデータ転送経路は,共に電気特性が同じPCIbus規格の利用が望ましいことが昨年度までの研究調査で判明しているが,その間の伝送経路に何を利用するかの技術的調査を行なった結果,LHD実験など大規模装置で特に重要なDFE-PC間の距離的延長と電気的絶縁とを光トランシーバなどを用いて確保できる可能性があるとして,USB2.0,IEEE1394b,Cebringなどシリアルバス系で200Mbps以上の能力を持つ規格が検証対照に挙がった.従来のCAMACシステムで使用していたSCSI規格は,同期式パラレルバス転送であり,延長の際には転送タイミングが非常に厳しくなり,結果として転送エラーの発生確率を上昇させることが,この試験により確認された.また核融合実験で利用するDFEには大きな対電気ノイズ特性が求められる.VME,CompactPCI規格では筐体・モジュール仕様ともこうした特性が十分でないため,新たに核融合研究(FR)仕様の策定とそれによる筐体・ADCモジュール設計を行ない,ボードメーカー(電産)の協力の下,開発試験と実装を行ない,ADCボードおよび筐体の対ノイズ性能を確認した.

在核融合科学研究所进行的大规模螺旋设备（LHD）实验中，计划长达1小时的准稳态操作实验。直到去年，新的实时数据处理系统所需的规格被确定并总结为工作中的概念设计。今年，我们对系统实施问题进行了技术解决方案进行了具体研究。首先，作为实现实时处理数字化器前端（DFE）的基本规范，我们已经实施了100个频道，每件情况下有100 kHz连续采样ADC，这几乎足以满足当前LHD测量值。这与上述设置相同。这对应于使用16位或以下的ADC时生成20MB/s的实时数据流，并且相关的处理系统必须能够在不连续破坏的情况下处理此流。此外，由于完全假定可以为每种仪器安装这样的外壳，以实现使用当前计算机（PC）相关技术的处理系统，因此每个仪器必须具有传输，歧视和显示存储的并行分布的系统。 DFE和PC内的数据传输路径都是电特性的。直到去年的研究表明，相同的PCIBUS标准是可取的，但是由于对两者之间的传输途径使用的技术调查，进行了测试，并进行了测试，并进行了测试，即DFE-PC之间的距离扩展和电气绝缘，这些dfe-pcs尤其重要，这些设备对于使用诸如LHD实验的大规模设备特别重要，并且可能会使用其他公关性，并且可以使用其他公关性，并且可能会使用其他公关服务。串行总线系统，例如USB2.0，IEEE1394B和CEBRING。常规CAMAC系统中使用的SCSI标准是同步平行总线转移。该测试证实，扩展时传输时机变得非常严格，因此，转移误差的可能性增加了。此外，用于核融合实验的DFE需要大型的反电噪声特征。由于这些特征对于VME和CompACTPCI标准的情况不足，因此制定了新的核融合研究（FR）规范，并且进行了内阁和ADC模块设计，并与董事会制造商（Denc）（Denc）合作进行了开发测试和实施，并确认了ADC的ADC型委员会和房屋委员会。