核电子学与探测技术2024，Vol.44Issue(5) ：847-855.

塑闪探测器读出系统的高速串行数据传输模块设计

Design of High-Speed Serial Data Transmission Module for Plastic Scintillator Detector Readout System

张岁锴 孔洁 严春满 魏子洋
核电子学与探测技术2024，Vol.44Issue(5) ：847-855.
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塑闪探测器读出系统的高速串行数据传输模块设计

Design of High-Speed Serial Data Transmission Module for Plastic Scintillator Detector Readout System

张岁锴 1孔洁 2严春满 3魏子洋2
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作者信息

  • 1. 西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070;中国科学院近代物理研究所,兰州 730000
  • 2. 中国科学院近代物理研究所,兰州 730000
  • 3. 西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070
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摘要

针对塑闪探测器读出系统对高速串行数据传输的需求,本文设计了一种基于FPGA的高速串行数据传输模块,旨在实现塑闪探测器读出系统的高效数据传输.该模块采用串行/解串(Serializer/Deserializer,SerDes)器件TLK2711,构建全双工点对点的串行通信协议,逻辑设计涵盖了控制模块、发送模块、接收模块以及发送/接收FIFO等.在FPGA平台上实现后,通过ModelSim进行仿真验证该模块在链路同步、数据帧传输和链路管理的表现.完成仿真后进行上板验证,实现了 2.5 Gb/s的高速串行传输速率和小于10-12的误码率.这一设计显著提升了数据传输性能,为塑闪探测器读出系统的精确性和稳定性提供支持.

Abstract

The article presents a FPGA-based high-speed serial data transmission module designed to meet the requirements of plastic scintillator detector readout systems.The module utilizes a Serializer/Deserializer(SerDes)device,TLK2711,to establish full-duplex point-to-point serial communication protocol.The logical design encompasses control modules,transmitter modules,receiver modules,and transmit/receive FIFOs.After implementation on the FPGA platform,the module's performance in link synchronization,data frame transmission,and link management is validated through simulation using ModelSim.Upon simulation completion,on-board verification is conducted,achieving a high-speed serial transmission rate of 2.5G b/s and a bit error rate(BER)of less than 10-12.This design significantly enhances data transmission performance,providing support for the accuracy and stability of plastic scintillator detector readout systems.

关键词

FPGA/TLK2711/SerDes/高速串行数据传输/塑料闪烁体探测器

Key words

FPGA/TLK2711/SerDes/high-Speed serial data transmission/plastic scintillator detector

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出版年

2024
核电子学与探测技术
中核（北京）核仪器厂

核电子学与探测技术

北大核心
影响因子：0.215
ISSN：0258-0934
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