Thiết bị ñiện tửhạt nhân trên cơsởáp dụng các linh kiện ñiện tửmạch
tích hợp mảng các phần tửlogic lập trình ñược (FPGA) và kỹthuật xửlý
tín hiệu số(DSP) là một trong những hướng phát triển mới ñểxây dựng các
hệthực nghiệm nghiên cứu vật lý hạt nhân và ứng dụng của kỹthuật hạt
nhân ñáp ứng những yêu cầu ngày càng cao về ñộchính xác của các phép
ghi-ño bức xạion hóa. Ưu ñiểm nổi bật của kỹthuật DSP và công nghệ
FPGA là khảnăng nâng cao chất lượng trong các thực nghiệm ghi-ño bức
xạhạt nhân, giảm thiểu sốlượng các khối ñiện tửvà giảm kinh phí ñầu tư.
Bên cạnh ñó, các hệthống thiết bịtrên cơsởDSP và FPGA có công suất
tiêu thụthấp nên tiết kiệm năng lượng, ñiều này ñặc biệt quan trọng khi xây
dựng hệ thống thiết bị lớn. Với những ưu ñiểm vừa ñề cập ở trên, các
nghiên cứu áp dụng công nghệFPGA và kỹthuật DSP trong các nghiên
cứu chếtạo thiết bịghi-ño bức xạlà rất cần thiết. Tuy nhiên, cho ñến những
năm gần ñây các nghiên cứu áp dụng kỹthuật DSP và công nghệFPGA ở
trong nước nói chung và tại Viện Nghiên cứu hạt nhân (NCHN) nói riêng
còn rất khiêm tốn.
Mặc dù có thểtrang bịcác thiết bịtheo công nghệtích hợp tiên tiến nêu
trên bằng cách nhập khẩu sản phẩm từnước ngoài, song việc tựnghiên cứu
phát triển nhằm từng bước nội ñịa hóa các hệ ñiện tửchuyên dụng ñã hoặc
chưa có thương mại hóa là nhu cầu thực tế. Vì những lý do ñã trình bày ở
trên, vấn ñề“Nghiên cứu, xây dựng hệthiết bịthu nhận và xửlý sốliệu dựa
trên DSP qua ứng dụng FPGA phục vụ nghiên cứu vật lý hạt nhân thực
nghiệm” ñã ñược chọn làm ñềtài luận án của nghiên cứu sinh. Các mục
tiêu cụthể ñã ñược xác ñịnh trong luận án là nghiên cứu, thiết kế-chếtạo
một sốkhối ñiện tửphục vụthí nghiệm ño ñếm bức xạhạt nhân trên các
kênh ngang của Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, bao gồm: 1) Nghiên cứu ứng
dụng dòng FPGA ñặc thù EPM7160E ñể thiết kế, chế tạo khối FPGAMCA8K dùng phương pháp liên kết cổng logic trong môi trường
Max+PlusII; 2) Thiết kế, chếtạo khối DSP-MCA1K và khối DSP-MCA8K
2
dựa trên DSP qua ứng dụng dòng FPGA XC3S400 và XC3S500 trong môi
trường ISE; 3) Phát triển phần mềm logic hóa các thuật toán xửlý tín hiệu
sốbằng VHDL dùng cho các khối thiết bị ñược thiết kế-chếtạo; 4) Phát
triển phần mềm ghi-ño và xửlý phổtrên nền Windows XP bằng ngôn ngữ
VC
++
và LabView, kểcảtrình vi ñiều khiển cho µC.
