Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelowanie i implementacja układu sekwencera sygnałów ładunkowych z detektora GEM dla szybkiego systemu diagnostyki gorącej plazmy tokamakowej

Kolasiński P., Późniak K., Czarski T., Chernyshova M., Gąska M., Linczuk P., Kasprowicz G., Krawczyk R., Wojeński A., Zabołotny W.

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2018

|

nr 4

86--91

PL

Przedstawiono autorską koncepcję architektury sekwencjonowania danych pomiarowych o dużej częstości, odbieranych z wielokanałowych układów detekcyjnych w czasie rzeczywistym. Na wstępie omówiono genezę pracy w odniesieniu do rozwoju rozwiązań systemów pomiarowych z równoległym przetwarzaniem danych. Wskazano na najważniejsze korzyści wynikające z zastosowania układu sekwencera. Przeprowadzono dyskusję proponowanej architektury oraz omówiono realizację modelu w języku Matlab w celu doboru parametrów użytkowych implementowanych rozwiązań. Przedstawiono implementację architektury układu sekwencera w systemie diagnostyki gorącej plazmy w tokamaku WEST.

EN

This paper describes developed architecture of the sequencer dedicated for high rate measurement data collected from multiple channels in real time. Introduction presents a brief description and genesis of the project and its achievements in relation to presently existing and used measurements system where parallel data processing is crucial. Authors point out advantages of the developed architecture. Additionally is discussed model of the architecture realized in MATLAB environment in order to select most optimal parameters adjusted to specific processes. Last sections presents implementation of the sequencer architecture in plasma diagnostics measurement system for WEST tokamak.

2

Advanced Real-time Evaluation and Data Quality Monitoring Model Integration with FPGAs for Tokamak High-performance Soft X-ray Diagnostic System

Wojenski A., Poźniak K., Mazon D., Chernyshova M.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2018

|

Vol. 64, No. 4

473--479

EN

Based on the publications regarding new or recent measurement systems for the tokamak plasma experiments, it can be found that the monitoring and quality validation of input signals for the computation stage is done in different, often simple, ways. In the paper is described the unique approach to implement the novel evaluation and data quality monitoring (EDQM) model for use in various measurement systems. The adaptation of the model is made for the GEM-based soft X-ray measurement system FPGA-based. The EDQM elements has been connected to the base firmware using PCI-E DMA real-time data streaming with minimal modification. As additional storage, on-board DDR3 memory has been used. Description of implemented elements is provided, along with designed data processing tools and advanced simulation environment based on Questa software.

3

Multiboard trigger link synchronization and diagnostics

Wojenski A., Pozniak K., Mazon D., Chernyshova M.

Measurement Automation Monitoring

|

2017

|

Vol. 63, No. 6

223--225

EN

Soft X-ray (SXR) plasma measurements are important type of diagnostics especially in tokamak facilities. Main output products are energy and topology spectra distributed in time. In case of Gas Electron Multiplier (GEM) detectors, used as radiation sensors, large number of analog readout channels must be provided. For this purpose Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) are used. Data quality monitoring (DQM) is important topic in case of asynchronous events registered by the measurement unit. Due to numerous FPGAs used it is necessary to provide advanced trigger synchronization between them. In the paper is proposed an algorithmic approach for the trigger link training and diagnostics. It is a key component in order to provide consistent measurement data for DQM analysis. The contents of the article covers the plasma experiments and related DQM topics. In following chapters explanation of the synchronization problem is described. The proposed algorithm will be used for trigger link synchronization and diagnostics aspects. The simulations are also discussed. Currently, the proposed ideas are at the stage of implementation and tests on real hardware. Simulation were successfully performed. Summary of the work carried out is presented at the end of the paper.

4

Feasibility of FPGA to HPC computation migration of plasma impurities diagnostic algorithms

Linczuk P., Krawczyk R. D., Zabolotny W., Wojenski A., Kolasinski P., Pozniak K. T., Kasprowicz G., Chernyshova M., Czarski T.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2017

|

Vol. 63, No. 3

323--328

EN

We present a feasibility study of fast events parameters estimation algorithms regarding their execution time. It is the first stage of procedure used on data gathered from gas electron multiplier (GEM) detector for diagnostic of plasma impurities. Measured execution times are estimates of achievable times for future and more complex algorithms. The work covers usage of Intel Xeon and Intel Xeon Phi - high-performance computing (HPC) devices as a possible replacement for FPGA with highlighted advantages and disadvantages. Results show that less than 10 ms feedback loop can be obtained with the usage of 25% hardware resources in Intel Xeon or 10% resources in Intel Xeon Phi which leaves space for future increase of algorithms complexity. Moreover, this work contains a simplified overview of basic problems in actual measurement systems for diagnostic of plasma impurities, and emerging trends in developed solutions.

5

Into the fast tomographic postprocessing in tokamaks

Krawczyk R., Kolasiński P., Linczuk P., Zabołotny W., Poźniak K., Zienkiewicz P., Romaniuk R., Wojeński A., Kasprowicz G., Czarski T., Chernyshova M.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2017

|

T. 7, nr 3

15--18

EN

The collaboration of authors led to implementing advanced and fast systems for diagnostics of plasma content in tokamaks. During the development of systems it is planned to add new functionalities, in particular, the algorithms of tomographic reconstruction to obtain information on three dimensional distribution of plasma impurities. In the article the idea of tomographic reconstruction is introduced and issues of performance and adequate hardware selection are presented.

PL

Wieloletnia współpraca autorów przyczyniła się do powstania zaawansowanych, szybkich mechanizmów diagnostyki składu gorącej plazmy tokamakowej. W ramach rozbudowy systemów zamierza wprowadzić się szereg nowych funkcjonalności, w tym algorytmy rekonstrukcji tomograficznej. Pozwoli to na uzyskanie informacji o przestrzennym rozkładzie nieczystości plazmy w reaktorze. Praca przedstawia koncepcję tomografii tego typu oraz przeprowadzona jest dyskusja nad zagadnieniami wydajności i doboru sprzętu.

6

Szybki, niskolatencyjny system szeregowania danych pomiarowych implementowany w układzie FPGA

Kolasiński P., Poźniak K., Chernyshova M., Czarski T., Gąska M., Linczuk P., Kasprowicz G., Krawczyk R., Wojeński A., Zabołotny W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2017

|

Vol. 58, nr 8

40--45

PL

W artykule przedstawiono opracowane przez Zespół Autorów systemy szeregowania danych przychodzących z wielu źródeł w czasie rzeczywistym. Na wstępie krótko omówiono zasadę działania detektorów GEM wykorzystywanych do rejestracji promieniowania w tokamakach. Przedstawiono ogólnie budowę systemu do realizacji diagnostyki gorącej plazmy, działającego z dużą liczbą kanałów wejściowych. Szczegółowo omówiono system szeregowania danych. Przedstawiono wymagania algorytmu, opracowane koncepcje, napotkane problemy oraz implementacje algorytmów w układach FPGA. Dodatkowo przedstawiono przykładowe wyniki z działania systemu.

EN

This paper presents designed by the Research Team high performance sorting algorithms working in real time, for data coming from many concurrent sources. The introduction is a brief description of the basics of the GEM detectors, used for tokamaks’ radiation registration. In the paper is discussed the general design structure of electronic systems working with high number of input channels. In the article is described fast data processing, with focus on algorithms implemented in FPGA. Description covers in detail aspects of sorting algorithm. The article presents requirements of the algorithm, concepts, problems and implementation in the FPGA. The measurement result of the systems are also briefly discussed.

7

System zabezpieczeń elektronicznego systemu pomiarowego do diagnostyki gorącej plazmy tokamakowej

Gąska M., Kasprowicz G., Wojeński A., Chernyshova M., Czarski T., Kolasiński P., Jarosiński J., Krawczyk R., Linczuk P., Poźniak K., Zabołotny W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2017

|

Vol. 58, nr 8

36--39

PL

W artykule przedstawiono opracowany przez Zespół Autorów system zabezpieczeń i diagnostyki dla detektora gazowego GEM. Na wstępie krótko omówiono zagrożenia na jakie narażony jest detektor GEM oraz elektroniczne systemy pomiarowe pracujące w bliskiej odległości od reaktora termojądrowego. Przedstawiono koncepcje modułu do ciągłego monitorowania stanu systemu do diagnostyki gorącej plazm. Pod względem bezpieczeństwa omówiono dwa kluczowe podsystemy: moduł zabezpieczeń i system chłodzenia cieczą. Opisano funkcjonalność systemu, przyjęte rozwiązania sprzętowe oraz implementacją oprogramowania. Na końcu przedstawiono praktyczne wykorzystanie systemu.

EN

This paper presents designed by the Research Team electronic protection and diagnostic system for GEM detectors. The introduction is a brief description of the hazards to which GEM detector and electronic measurement system operating close to fusion reactor are exposed. The concept of an electronic module for continuous monitoring of the state of the system for plasma hot plasma is presented. Two main safety subsystem are described: security module and liquid cooling system. Description cover aspects of system functionality, hardware construction and implemented firmware. Finally, the practical use of the system is presented.

8

Elektroniczne systemy pomiarowe do diagnostyki gorącej plazmy tokamakowej

Poźniak K., Byszuk A., Chernyshova M., Czarski T., Kasprowicz G., Kolasiński P., Krawczyk R., Linczuk M., Romaniuk R., Wojeński A., Zienkiewicz P., Zabłotny W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 2

3--9

PL

W artykule przedstawiono opracowane przez Zespół Autorów wydajne elektroniczne systemy pomiarowe do diagnostyki gorącej plazmy tokamakowej bazujące na detektorach GEM. Na wstępie krótko omówiono realizowane eksperymenty fizyczne związane z gorącą plazmą oraz zasadę działania detektorów GEM, wykorzystywanych do rejestracji promieniowania miękkiego typu X emitowanego w tokamakach. Przedstawiono ogólną koncepcję budowy systemów elektronicznych do realizacji diagnostyki gorącej plazmy, działających z dużą ilość kanałów wejściowych oraz krótkim czasem przetwarzania danych. Omówiono dwa kluczowe systemy opracowywane przez Zespół: system sprzętowego histogramowania miękkiego promieniowania X oraz system szybkiej akwizycji potokowej miękkiego promieniowania X. Opisano budowę sprzętową systemów, opracowane koncepcje oraz implementacje oprogramowania (firmware oraz software) wraz z niezbędnymi algorytmami. Przedstawiono ponadto wyniki z działania systemów.

EN

This paper presents designed by the Research Team high performance electronic measurement system for hot tokamak plasma diagnostics, based on GEM detectors. The introduction is a brief description of the experiments related with hot plasma and the basics of the GEM detectors, used for tokamaks’ soft X-ray radiation registration. In the text is discussed the general design structure of electronic systems, working with high number of input channels and fast data processing. Two systems, designed by the Research Team, are also introduced: hardware soft X-ray histogramming system and fast serial soft X-ray data acquisition system. Description covers aspects of hardware construction, implemented firmware and software along with the necessary algorithms. The measurement result of the systems are also briefly discussed.

9

Heat load and deuterium plasma effects on SPS and WSP tungsten

Vilémová M., Matějíček J., Nevrlá B., Chernyshova M., Gasior P., Kowalska-Strzeciwilk E., Jäger A.

Nukleonika

|

2015

|

Vol. 60, No. 2

275--283

EN

Tungsten is a prime choice for armor material in future nuclear fusion devices. For the realization of fusion, it is necessary to address issues related to the plasma–armor interactions. In this work, several types of tungsten material were studied, i.e. tungsten prepared by spark plasma sintering (SPS) and by water stabilized plasma spraying (WSP) technique. An intended surface porosity was created in the samples to model hydrogen/ helium bubbles. The samples were subjected to a laser heat loading and a radiation loading of deuterium plasma to simulate edge plasma conditions of a nuclear fusion device (power density of 108 W/cm2 and 107 W/cm2, respectively, in the pulse intervals up to 200 ns). Thermally induced changes in the morphology and the damage to the studied surfaces are described. Possible consequences for the fusion device operation are pointed out.

10

Photoluminescence in EuS-PbS-EuS semiconductor structures with double ferromagnetic barrier

Kowalczyk L., Chernyshova M., Story T., Sipatov A.Yu.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 3

809--814

EN

Temperature, magnetic field and laser excitation power dependence of the photoluminescence (PL) was studied in 5x[EuS(5.5 nm)-PbS(17.5 nm)] semiconductor ferromagnetic multilayer grown epitaxially by high vacuum deposition on BaF2 (111) substrate. In EuS-PbS heterostructures ferromagnetic layers of EuS form electron barriers for both electrons and holes in nonmagnetic quantum wells of PbS. The PL was observed in the near infrared due to electronic transitions in PbS quantum wells with narrow energy gap. The measurements carried out at T=4.2 and 77 K (i.e. below and above the Curie temperature of EuS layers equal about 14 K) showed the characteristic PL spectra consisting of one or two lines with strongly nonlinear response upon increasing the YAG laser excitation power. Below the Curie temperature, the application of a weak magnetic field of 200 Oe results in a change of the PL intensity as well as a small red shift of about 1 meV of the PL energy. These observations are discussed in terms of a model taking into account the magnetization dependent height of EuS potential barrier for electrons in PbS quantum well.