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解决方案
面向高能物理应用的MTCA.4采集及控制平台
方案概要：
目前在高能物理控制领域大量使用的是MTCA.4的平台，MTCA.4规范作为MTCA.0的子规范，最早的描述为“"xTCA for Physics”，当初制定这个规范的初衷就是定位在物理领域使用，这个规范最后的描述没有采用，正式规范发布时修正为“MicroTCA Enhancements for Rear I/O and Precision Timing”。
2022-01-05
目前在高能物理控制领域大量使用的是MTCA.4的平台，MTCA.4规范作为MTCA.0的子规范，最早的描述为“"xTCA for Physics”，当初制定这个规范的初衷就是定位在物理领域使用，这个规范最后的描述没有采用，正式规范发布时修正为“MicroTCA Enhancements for Rear I/O and Precision Timing”，重点明确了MTCA.4除了满足MTCA.0核心规范的特点外，突出了支持后I/O输入输出和紧密定时功能，而这两个功能又是在高能物理应用领域非常使实用，从2011年开始到现在通过近10年的发展，基于MTCA.4生态链越来越完善，高能物理领域新项目的实施和老项目的改造，MTCA.4平台得到了广泛的采用，以下就简绍的定时系统就是典型的应用案例，其它比如低电平控制，束流采集等应用也采用类似的方式，只是接口卡选择不用，如有需要可以和我们联系。
基于MTCA.4平台的定时系统：
在高能物理利于的控制系统使用的定时方法有三种，1. Micro-Research Finland的EVM和EVR方案;2.由CERN(European Organization for Nuclear Research)提出的white rabbite方案;3.专门针对MTCA.4设计的基于NAMC-psTimer的方案。第一个定时方案推出的时间比较长，有基于VME，PCI，CPCI总线的方案，技术相对成熟，系统相对独立，第二个方案目前在MTCA系统中没没有实施，一般是基于白兔子交换机方式实施，第三个方案设计之初就是针对MTCA.4系统进行设计，可以深度嵌入到MTCA.4各个子系统中，以下展开的方案就是基于NAMC-psTimer实现系统的定时。
基于NAMC-psTimer的MTCA定时系统
主要组成单元：
1.机箱采用Native-R9或Native-R2机箱
Native-R9：9U高19吋上架MTCA.4机箱
- 支持12 个double mid-size AMC插槽
- 支持2 冗余MCH插槽
- 支持4 冗余电源插槽
- 支持12 double mid-size RTM插槽
Native-R9背板拓扑图
Native-R2：2U高19吋上架MTCA.4机箱
- 支持5 个double mid-size AMC插槽;1个double full-size AMC插槽
- 支持1MCH插槽
- 支持1电源插槽
- 支持5个double mid-size RTM插槽;1个double full-size RTM插槽
2.电源采用NAT-PM-AC1000或NAT-PM-600D：double full size交流输入电源
3.交换卡采用：NAT-MCH-PHYS80：提供common port千兆以太网交换，fat pipe的PCIe交换，提供时钟分发和机架管理功能。
4.CPU卡采用：AMG64：double mid-size 处理器卡
处理器：intel xeon E3-1505M V6
处理器主频：3.0GHz
内存：32G DDR4 ECC DRAM
接口：双万兆SFP以太网接口，串口，SSD，DVI显示接口
5.定时卡采用：NAMC-psTimer：这款板卡是专门为大型系统的定时功能而设计的，已经使用在欧洲XFEL只有激光电子项目中成功使用，它可以组网使用，也可以单独使用，工作参数通过软件编程，在整个定时大网中的触发信号抖动可以控制在10ps内。
- 可以通过编程实现发送或者接受功能
- 可以通过AMC卡的TCLKA 和TCLKB发送时钟
- 可在Port 17 – 20端口上提供M-LVDS触发，门限，时钟和调制数据信号
- 前面板提供3个RJ45 输出，其中2个RJ45触发接口，1个RJ45的LVDS精密时钟信号
- 出发点: 0 .. 160ms 延时, 1ns 精度
- 触发宽度: 0 .. 160ms, 10ns精度
- 多达255 事件触发
- 精密时钟: 2.5 .. 650MHz
- 可选后传输卡RTM额外再提供9个触发信号
- 可选后传输卡RTM额外再提供9个光纤零链路
- 时钟和触发的抖动: ~10ps RMS
- 通过增加子模块单元，提供3个通道的触发补偿功能
欧洲XFEL只有激光电子项目定时系统
NAMC-psTimer软件架构：
基于DESYs DOOCS环境进行开发，运行在AMG64的X86 linux环境下，本系统使用NAMC-psTimer卡时钟为系统提供时钟，具体如下：
1.通过AMC卡上的TCLKA/TCLKB作为MCH的时钟源，将始终发往机箱内的其它AMC卡上
2.通过Port 17-20实现机箱内AMC卡的触发，互锁功能
3.一般控制数据通过千兆以太网进行交换
4.大带宽数据通过PCIe进项交换
采集及控制平台
其它方案
