학술논문
基于FPGA的便携式四极杆质谱控制系统设计 / Design of Portable Quadrupole Mass Spectrometry Control System Based on FPGA
Document Type
Academic Journal
Author
葛卫敏; 许春华; 林利泉; 陈家新; 吴曼曼; 乔佳; GE Wei-min; XU Chun-hua; LIN Li-quan; CHEN Jia-xin; WU Man-man; QIAO Jia
Source
质谱学报 / Journal of Chinese Mass Spectrometry Society. 44(1):87-前插4
Subject
Language
Chinese
ISSN
1004-2997
Abstract
针对便携式仪器小型化和低功耗的研制需求,本文设计了一套便携式四极杆质谱的下位机控制系统,基于 Xilinx Spartan-6 系列现场可编程的门阵列(FPGA)平台进行开发,采用 FPGA单一芯片替代传统多种芯片组合的繁琐架构,去掉主控电路板上原有的 W5500\MCU(微控制单元芯片)\DSP(数字信号处理专用芯片)\DDR(双倍速率同步动态随机存储器)等功能芯片,将这些芯片实现的扫描、控制、采集、存储、数据处理和高速传输等功能集成于同一 FPGA片内.与现有的小型化四极杆质谱控制系统比较,本系统在功能和性能不变的前提下,不仅节省了芯片成本,而且主控硬件板卡的功耗节省了约2.7 W,约为原板卡功耗的 37%,主控硬件板卡的面积减小了约 20 cm2,约为原板卡面积的 10%.本研究设计的便携式四极杆质谱下位机控制系统已成功应用于便携式四极杆质谱仪中,并且针对类似的小型化仪器有着较高的技术移植性和实用价值.