طراحی و ساخت سامانه دوکاناله‌ی جمع‌آوری اطلاعات فرایندهای تصادفی بر مبنای FPGA

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده ی رآکتور، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 1339-14155، تهران ـ ایران

2 دانشکده ی مهندسی انرژی، دانشگاه شریف، صندوق پستی: 1114-14565، تهران ـ ایران

چکیده

 در این پژوهش ابزار مفیدی برای ثبت و تجزیه و تحلیل فرایند‌های تصادفی با استفاده از آرایه‌ی دروازه‌های برنامه‌پذیر میدانی (FPGA) طراحی و ساخته شد. این ابزار به صورت بالقوه می‌تواند کاربردهای متعددی در زمینه‌های هسته‌ای برای تجزیه و تحلیل‌های مختلف مانند
تجزیه و تحلیل نوفه‌ی رآکتور صفر قدرت، تحلیل‌های هم‌زمانی رویدادهای تصادفی، مطالعه‌های مربوط به زمان مرده و تابع توزیع احتمال فرایندهای تصادفی و . . . داشته باشد. سامانه ساخته شده به ازای فرایندهای شبه- تصادفی مختلف مورد ارزیابی و آزمایش قرار گرفت؛ به این ترتیب برخی از مفهوم‌های تحلیل آماری فرایندهای تصادفی به صورت تجربی مورد سنجش و راستی‌آزمایی قرار گرفتند. از آن‌جاکه کارآیی سامانه ساخته شده وابسته به سخت‌افزار مورد استفاده است، ساختار طراحی شده بر روی یک سخت‌افزار نوعی پیاده‌سازی و بهترین کارآیی مشاهده شده، گزارش شد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and construction of a two-channel data acquisition system for random processes based on FPGA

نویسندگان [English]

  • Mohammad Arkani 1
  • Hossein Khalafi 1
  • Naser Vosoughi 2
  • Samad Khakshournia 2
چکیده [English]

 In this work, a useful equipment for recording and analysing of random processes was developed based on field programmable gate array (FPGA). The system covers a range of different applications in the nuclear fields of study. The system is potentially applicable for zero power reactor noise analysis, time coincidence of stochastic events, dead time estimation, and probability distribution function of random processes. The designed and constructed system was tested and validated by generated pseudorandom processes. Some of the basic analysing methods of random processes were checked and verified experimentally. As the performance of the system depends on the hardware, the designed architecture is implemented on a typical system. The best performance is reported in the text.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Two-channel data acquisition system
  • Stochastic process
  • Field Programmable gate array (FPGA)

[1] M.M.R. Williams, Random process in nuclear reactors, Pergamom Press (1974).

[2] J.A. Thie, Reactor Noise, Rowman and Littlefield Inc., New York (1963).

[3] Y. Kitamura, M. Matoba, T. Misavita, H. Unesaki, S. Shiroya, Reactor noise experiments by using acquisition system for time series data of pulse train, J. Nucl. Sci. Technol., 36 (8) (1999) 653-660.

[4] M. Zieliński, Review of single-stage time-interval measurement modules implemented in FPGA devices, Metrol. Meas. Syst., 16 (4) (2009) 641-648.

[5] C. Ugur, E. Bayer, N. Kurz, M. Traxler, A 16 channel high resolution (

[6] J. Kalisz, Review of methods for time interval measurements with picosecond resolution, Metrologia, 41 (2004) 17-32.

[7] Cyclone III device handbook, ALTERA Corporation, (2011), www.altera.com.

[8] Mathworks, MATLAB reference guide. The Mathworks Inc. (2015), www.mathworks.com.

[9] QUARTUS II Handbook Version 11.1, ALTERA Corporation, (2011), www.altera.com.

[10] Nios II Software Developer’s Handbook Version 11.1, ALTERA Corporation, (2011), www.altera.com.

[11] Advantech Product Catalogue, PCI-1712 data acquisition PCI-IO card, Automation Devices and Computing (2010).

[12] C.H. Vincent, Random pulse trains, their measurement and statistical properties, Peter Peregrinus Ltd. (1973).

[13] G.F. Knoll, Radiation detection and measurement, John Wiley & Sons, Inc. (1999).