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

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.

3

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.

4

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.

5

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.

6

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.

7

Kondycjonowanie sygnału obwiedni zespolonej z wnęk akceleratora FLASH

Stanisławski T., Czarski T., Poźniak K., Romaniuk R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 8

187-192

PL

Omówiono wybrane algorytmy służące do poprawiania jakości sygnałów pomiarowych pola elektromagnetycznego we wnękach rezonansowych akcelerator FLASH. Krótko scharakteryzowano autorskie rozwiązania filtrów o skończonej odpowiedzi impulsowej. Filtry zostały zaimplementowane w środowisku MATLAB/OCTAVE i przeanalizowane z wykorzystaniem rzeczywistych sygnałów zarejestrowanych podczas pracy akceleratora FLASH. We wstępie krótko scharakteryzowano eksperyment FLASH, a w szczególności jego system sterowania wnękami rezonansowymi typu TESLA.

EN

Algorithms used for conditioning signals of EM field in resonance cavities in FLASH experiment are introduced in this thesis. Brief of sketch of FLASH experiment is found in introduction. In particular control system for TESLA resonance cavities. Proposed solutions for finite impulse response filters response are explained. Filters are implemented in Matlab/Octave computational environment. They are analyzed with usage of real signals collected during experiments at FLASH accelerator. In conclusion effectiveness proposed solutions is estimated. Additionally, plans for further improvements of the system are proposed.

8

Modelowanie systemu sterowania nadprzewodzącej wnęki rezonansowej akceleratora liniowego

Czarski T.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

2006

|

Vol. 52, z. 4

643-653

PL

Artykuł przedstawia system sterowania akceleratora linowego w technologii TESLA (TeV-Energy Superconducting Linear Akcelerator). Sterowanie nadprzewodzącej wnęki z wykorzystaniem układów FPGA zrealizowane zostało w ośrodku DESY w Hamburgu. Przeprowadzone testy koncentrowały się na rozpoznaniu obiektu i weryfikacji proponowanych metod sterowania. Elementarna analiza rezonatora wnękowego w oparciu o uproszczony model elektryczny obejmuje rozważania sygnałowe i energetyczne. Identyfikacja parametrów wnęki pozwala osiągnąć wymagane warunki pracy: napełnianie wnęki polem EM w warunkach rezonansu a następnie stabilizację pola z dopuszczalnym poborem mocy. Sterowanie bezpośrednie w układzie otwartym zgodnie z modelem procesu jest skutecznym wspomaganiem metody sprzężenia zwrotnego. Kalibracja i korekcja toru sygnałowego stanowi kluczowy fragment procedury. Przedstawiono wybrane rezultaty testu w typowych warunkach pracy rezonatora.

EN

The cavity control system for the TESLA — TeV-Energy Superconducting Linear Accelerator project is preliminary introduced in this paper. The elementary analysis of the cavity resonator with signal and power considerations is presented. The digital control of the superconductive cavity has been performed by applying the FPGA (Field Programmable Gate Array) technology system in DESY Hamburg. These experiments focused attention on the general recognition of the cavity features and projected control methods. An electrical model of the resonator was taken as a starting point. Calibration and correction of the signal path is considered key in preparation for the efficient driving of a cavity. Identification of the resonator parameters has been proven to be a successful approach in achieving required performance; i.e. driving on resonance during filling and field stabilization during flattop time while requiring reasonable levels of power consumption. Feed-forward and feedback modes were successfully applied in operating the cavity. Representative results of the experiments are presented for the typical operational condition.

9

Udział Politechniki Warszawskiej w programie CARE

Romaniuk R. S., Późniak K., Czarski T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 2-3

75-75

10

Sterowanie oraz akwizycja danych w systemie SIMCON 2.1

Koprek W., Czarski T., Kaleta P., Pucyk P., Szewiński J., Poźniak K. T., Romaniuk R. S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 7

45-50

PL

Artykuł opisuje zintegrowany system kontrolera i symulatora nadprzewodzącej, wąskopasmowej, niobowej wnęki rezonansowej przeznaczonej do budowy akceleratora TESLA. Prezentowany system jest obecnie wykorzystywany w testach aplikacyjnych lasera VUV FEL a w dalszej kolejności do Europejskiego Lasera Rentgenowskiego. Kontroler bazuje na układzie programowalnym Virtex II usytuowanym na płycie testowej Xtreme Development Board Nallatech. Konfiguracji układu FPGA dokonano w języku VHDL. Efektywna praca z systemem wymaga możliwości szybkiego ustawienia parametrów sterujących oraz odczytania stanu urządzenia. Przedstawiono metody odczytu danych oraz funkcje i panele sterowania.

EN

The paper describes integrated system of hardware controller and simulator of the resonant superconducting, narrowband niobium cavity, originally considered for the TTF and TESLA in DESY, Hamburg (now predicted for the VUV and X-Ray FEL). The controller bases on a programmable circuit Xilinx Virtexll V3000 embedded on a PCB XtremeDSP Development Kit by Nallatech. The FPGA circuit configuration was done in the VHDL language. Efficiently work with system needs the possibility to set parameters and read the status of device in easy and fast way. This paper describes the methods of readout the data, control functions and control panels.

11

Oprogramowanie dla systemu kontrolno-pomiarowego akceleratora TESLA

Koprek W., Kaleta P., Szewiński P., Późniak K. T., Czarski T., Romaniuk R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 1

53-58

PL

Artykuł opisuje projekt i praktyczną realizację oprogramowania laboratoryjnego obsługującego duży elektroniczny system pomiarowo-kontrolny. System elektroniczny bazuje na układzie programowalnym FPGA, który ma wbudowane znaczne możliwości operacyjne cyfrowego przetwarzania sygnałów DSP. Artykuł opisuje architekturę warstw programistycznych i komunikację sprzętową wykorzystującą autorski standard magistrali Wewnętrznego Interfejsu (Internal Interface II). Opisane rozwiązanie zastosowano w systemie sterowania nadprzewodzącym falowodem mikrofalowym akceleratora TESLA (pracującego w DESY w Hamburgu).

EN

The paper describes design and practical realization of software tor laboratory purposes to control FPGA based electronic equipments. There is presented universal solution for all devices with FPGA chips. The paper describes architecture of software layers and programistic solutions of hardware communication based on Internal Interface(II) technology. Such a solution was used for Cavity Controler and Simulator (SIMCON) for TESLA experiment in DESY (Hamburg). The examples of the software for SIMCON was given in this paper.

12

Modelowanie i sterowanie wnęką rezonansową akceleratora TESLA

Czarski T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 7

65-69

PL

Opisano wstępnie system sterowania akceleratora linowego TESLA (TeV - Energy Superconducting Linear Akcelerator). Elementarna analiza rezonatora wnękowego obejmuje rozwiązania sygnałowe i energetyczne. Sterowanie nadprzewodzącej wnęki z wykorzystaniem układów FPGA zostało zrealizowane w ośrodku DESY w Hamburgu. Identyfikacja parametrow wnęki pozwala osiągnąć wymagane warunki pracy: napełnianie wnęki w warunkach rezonansu, a następnie stabilizację pola z dopuszczalnym poborem mocy. Sterowanie bezpośrednie w układzie otwartym zgodnie z modelem procesu jest skutecznym wspomaganiem metody sprzężenia zwrotnego. Przedstawiono wybrane rezultaty testu w typowych warunkach pracy rezonatora.

EN

The cavity control system for the TESLA - TeVEnergy Superconducting Linear Accelerator project is initially introduced in this paper. The elementary analysis of the cavity resonator with signal and power considerations is presented. The initial control of the superconductive cavity has been performed by applying the FPGA technology system in DESY Hamburg. The cavity parameters identification is confirmed as a proper approach for the required performance: driving on resonance during filling and field stabilization during flattop time with a reasonable power consumption. The feed-forward as a direct control according to the recognized model of the process can well support the feed-back mode. The representative result of an experiment is presented for typical operating conditions.

13

Konfiguracja systemu SIMCON 2.1

Koprek W., Czarski T., Pucyk P., Poźniak K. T., Romaniuk R. S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 7

40-44

PL

Opisano zintegrowany system kontrolera i symulatora nadprzewodzącej, wąskopasmowej, niobowej wnęki rezonansowej przeznaczonej do budowy akceleratora TESLA. Prezentowany system jest obecnie wykorzystywany w testach aplikacyjnych lasera VUV FEL a w dalszej kolejności do Europejskiego Lasera Rentgenowskiego. Kontroler bazuje na układzie programowalnym Virtex II usytuowanym na płycie testowej Xtreme Development Board Nallatech. Konfiguracji układu FPGA dokonano w języku VHDL. Urządzenie może pracować w różnych konfiguracjach sprzętowych i programowych. Artykuł opisuje możliwe konfiguracje oraz czynności, które muszą zostać wykonane w celu uzyskania wymaganej konfiguracji.

EN

The paper describes integrated system of hardware controller and simulator of the resonant superconducting, narrowband niobium cavity, originally considered for the TTF and TESLA in DESY, Hamburg (now predicted for the VUV and X-Ray FEL). The controller bases on a programmable circuit Xilinx Virtexll V3000 embedded on a PCB XtremeDSP Development Kit by Nallatech. The FPGA circuit configuration was done in the VHDL language. The device can work in different hardware and software configurations. The paper describes in details the possible configurations and actions which are need to perform in order to achieve desirable configuration.

14

Optical network and FPGAlDSP based control system for free electron laser

Romaniuk R. S., Poźniak K.T., Czarski T., Czuba K., Giergusiewicz W., Kasprowicz G., Koperek W.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2005

|

Vol. 53, nr 2

123-138

EN

The work presents a structural and functional model of a distributed low level radio frequency (LLRF) control, diagnostic and telemetric system for a large industrial object. An example of system implementation is the European TESLA-XFEL accelerator. The free electron laser is expected to work in the VUV region now and in the range of X-rays in the future. The design of a system based on the FPGA circuits and multi-gigabit optical network is discussed. The system design approach is fully parametric. The major emphasis is put on the methods of the functional and hardware concentration to use fully both: a very big transmission capacity of the optical fiber telemetric channels and very big processing power of the latest series of DSP/PC enhanced and optical I/O equipped, FPGA chips. The subject of the work is the design of a universal, laboratory module of the LLRF sub-system. The current parameters of the system model, under the design, are presented. The considerations are shown on the background of the system application in the hostile industrial environment. The work is a digest of a few development threads of the hybrid, optoelectronic, telemetric networks (HOTN). In particular, the outline of construction theory of HOTN node was presented as well as the technology of complex, modular, multilayer HOTN system PCBs. The PCBs contain critical sub-systems of the node and the network. The presented exemplary sub-systems are: fast optical data transmission of 2.5 Gbit/s, 3.125 Gbit/s and 10 Gbit/s; fast AlC and CIA multichannel data conversion managed by FPGA chip (40 MHz, 65 MHz, 105 MHz), data and functionality concentration, integration of floating point calculations in the DSP units of FPGA circuit, using now discrete and next integrated PC chip with embedded OS; optical distributed timing system of phase reference; and 1 GbEth video interface (over UTP or FX) for CCD telemetry and monitoring. The data and functions concentration in the HOTN node is necessary to make efficient use of the multigigabit optical fiber transmission and increasing the processing power of the FPGAlDSP/PC chips with optical I/O interfaces. The experiences with the development of the new generation of HOTN node based on the new technologies of data and functions concentration are extremely promising, because such systems are less expensive and require less labour.