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Electronique numérique

Une des spécialités du SEP est la conception de systèmes numériques à base de composants logiques programmables (FPGA, Field Programmable Gate Array, de chez Xilinx) et de processeurs de signaux (DSP, Digital Signal Processing, de chez Analog Devices).

Le groupe numérique du service maîtrise tous les aspects de la conception moderne des FPGA depuis la schématique à base de portes logiques jusqu’à l’utilisation de langage de description évolué tel que le VHDL (Very High speed integrated circuit Hardware Description language). Nous implémentons aussi, à l’intérieur de ces composants, des blocs de propriété intellectuelle tel que, par exemple du Gigabits Ethernet, UART, etc.

De nombreux designs sont à bases de DSP (21160, 21062,...) pour permettre du traitement du signal ou du transfert de données rapide.

Deux exemples de cartes numériques :

  • Carte Crocus CRT3 (projet ALICE) :

Cette carte met en œuvre des DSP 21160 de chez Analog Devices pour permettre de transférer des données 64bits à 40MHz, ce qui autorise des transferts à plus de 300Mo/s. Des FPGA (jusqu’à 200000 portes, Virtex E) sont aussi utilisés pour réaliser l’interface avec la carte SIU (Source Interface Unit, développée par le CERN) permettant le transfert des données par lien optique vers l’acquisition.

  • Carte Carrier (projet AGATA) :

Sur cette carte, nous utilisons un FPGA Xilinx de type Virtex II pro (4 millions de portes) pour le transfert des données vers l’acquisition, ainsi que le contrôle à distance de l’expérience. Le contrôle et la programmation se font grâce aux processeurs powerPC présents dans le virtex II pro. Un second FPGA Spartan 3 permet la synchronisation des signaux de déclenchement.


 

IPN

Institut de Physique Nucléaire Orsay - 15 rue Georges CLEMENCEAU - 91406 ORSAY (FRANCE)
UMR 8608 - CNRS/IN2P3

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