Update for X-Ray Beam Profile Monitor – Motherboard and Firmware
Himanen, Janne (2013)
Himanen, Janne
Savonia-ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201302262636
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201302262636
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli päivittää röntgensäteilynkuvantamislaitteen emolevy, firmware sekä tehdä tarvittavat testaukset. Työ tehtiin Havaijin Manoan yliopiston tuotekehityslaboratoriolle. Laite sijoitetaan valmistuttuaan Japanin Tsukubaan KEK:n (The High Energy Accelerator Research Organization) laboratoriossa sijaitsevaan Belle II -detektoriin. Tämä on osa SuperKEKB-hiukkaskiihdyttimen päivitystä, joka tuo KEK:n kiihdyttimelle maailman suurimman luminositeetin (8 x 1035 cm-2s-1).
Kuvantamislaitteeseen kuuluu emolevy, 128 vahvistinkorttia, kahdeksan tytärkorttia sekä firmware-alusta datan siirtoa varten. Emolevyn tarvitsemat päivitykset tehtiin PADS-piirilevyn suunnittelu ohjelmistolla. Vahvistimien testaukset suoritettiin käyttämällä verkkopiirianalysaattoria sekä oskilloskooppia. Olemassa oleva firmware ei ollut täysin toimiva, ja firmware-alustan vaihdon seurauksena vaihtui myös alustan FPGA-piiri (ohjelmoitava digitaalinen mikropiiri), mistä seurasi yhteensopivuusogelmia. Nämä muutokset tehtiin Xilinx ISE -ohjelmistolla.
Laitteiston testauksen yhteydessä havaittiin häiriösignaali, jonka poistaminen vaatii lisätestausta. Laitteistolle tullaan tekemään tarvittavat muutokset testitulosten perusteella. Lopputuloksena emolevy päivitettiin onnistuneesti, tehtiin useita testauksia laitteistolle sekä päivityksiä firmwareen.
Kuvantamislaitteeseen kuuluu emolevy, 128 vahvistinkorttia, kahdeksan tytärkorttia sekä firmware-alusta datan siirtoa varten. Emolevyn tarvitsemat päivitykset tehtiin PADS-piirilevyn suunnittelu ohjelmistolla. Vahvistimien testaukset suoritettiin käyttämällä verkkopiirianalysaattoria sekä oskilloskooppia. Olemassa oleva firmware ei ollut täysin toimiva, ja firmware-alustan vaihdon seurauksena vaihtui myös alustan FPGA-piiri (ohjelmoitava digitaalinen mikropiiri), mistä seurasi yhteensopivuusogelmia. Nämä muutokset tehtiin Xilinx ISE -ohjelmistolla.
Laitteiston testauksen yhteydessä havaittiin häiriösignaali, jonka poistaminen vaatii lisätestausta. Laitteistolle tullaan tekemään tarvittavat muutokset testitulosten perusteella. Lopputuloksena emolevy päivitettiin onnistuneesti, tehtiin useita testauksia laitteistolle sekä päivityksiä firmwareen.