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21CMA数据采集系统

 

进入采集系统的模拟信号通过ADC被数字化,我们采用的是与华力创通公司联合开发研制的APEX-PCI-5111单通道ADC,采用率400MSPS,精度8bits,信噪比大于40dB。给系统提供同步的时钟是一产生400MHz正弦波信号源,稳定度优于百万分之一,我们采用级联功率分配回路把400MHz时钟信号分成96个通道,配给每一只ADC。同时采用类似的方法把一个由计算机串行接口控制的触发器所产生的触发信号分为81个通道并转换成TTL控制信号配置给每一个ADC,其失真度小于1%,延迟小于1ns,重复触发相位差错小于一个时钟周期。
21CMA采集系统由83台双核Intel(R)Xeon(TM)服务器组成,CPU主频3.60GHz,内存12GB,采用Infiniband技术通过81只MHQH191B-XTR高速网卡和96口高速交换机GRID DIRECTOR 4200相连接,以满足81路天线阵列节点数据两两相关形成的3240组基线的要求。目前21CMA采集系统把200MHz带宽分为8192个频率通道,频率分辨率24.4kHz。这样,采集系统所要瞬时处理的实际互相关和自相关数目达到3240×8192=2.7×107组。

21CMA的数据采集流程如下:每一组天线的信号经ADC数字化,在8192通道上以软件形式实施离散快速傅立叶变换FFT,经Infiniband网络与其它服务器通讯,完成互相关和自相关运算,然后累加各基线和各频率通道的相关数据,每间隔约3秒把相关数据写入硬盘。目前21CMA的数据存储阵列是由16块容量各2TB的硬盘构成,在E-W基线40组天线运行时每天产生的数据量为1.2TB,在所有基线全部工作的状态下,数据量达每天3.5TB,这些硬盘最后运至北京进行后续数据处理。
 

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