基于瑞苏盈科FPGA解决方案,开启中微子事件探测新篇章!

FPGA开发圈 2025-04-18 12:05




引言














在探索宇宙奥秘的漫漫征途中,中微子作为一种神秘的基本粒子,始终吸引着科学家们的目光。中微子几乎不与物质相互作用,却携带了宇宙诞生、恒星演化以及超新星爆发等重大宇宙事件的关键信息。然而,由于其特殊性质,对中微子事件的探测成为了极具挑战性的任务。近年来,基于FPGA的解决方案和先进的传感器数据处理技术异军突起,为中微子事件探测开辟了新的路径,实现了高效、实时的探测成果。




解决方案














Hyper-Kamiokande实验是下一代中微子天文台,旨在探索粒子物理学和天体物理学的基本问题。这个下一代中微子观测站利用基于瑞苏盈科FPGA解决方案和先进的传感器数据处理技术,实现了高效、实时的中微子事件探测。瑞苏盈科Mercury+ XU8片上系统(SoC)核心板通过结合AMD Zynq UltraScale+™ MPSoC系列芯片和高速DDR4 ECC SDRAM、eMMC flash、QSPI flash、双Gigabit Ethernet PHY、双USB 3.0形成了一个完整的、功能强大的嵌入式处理系统。


Mercury+ XU8(AMD Zynq™ UltraScale+ ™ MPSoC)应用于科学研究,例如粒子物理学:用于基础研究的中微子探测和分析,天体物理学:利用尖端探测系统探索宇宙现象,大型实验:在复杂环境中自主长期运行,为各类科学研究提供助力。


  • 实时数据处理:强化传感器数据采集,实现高效的事件探测

  • 可靠性和自主性:系统设计用于长时间不间断运行

  • 可扩展架构:适用于需要稳健数据处理的大规模科学实验


Mercury+ XU8 

(点击图片,了解更多产品详情)



Mercury+ XU8亮点














  • 基于AMD Zynq Ultrascale+™ MPSoC XCZU4CG/5EV/7EV

  • PS端(DDR4 ECC SDRAM)和PL端(DDR4 SDRAM)2个独立的内存通道

  • 最高28.8 GByte/sec内存带宽

  • 提供PCIe® Gen3 x 16,PCIe Gen2 x 4,2 x USB 3.0,2x Gigabit Ethernet

  • 多个型号可供选择,提供工业级型号

  • 采用3个168-pin Hirose FX10连接器,引出236个用户I/O

  • 提供Linux BSP和工具链

  • 功能强大、身材小巧的FPGA核心板


Mercury+ XU8底视图



Mercury+ XU8益处














  • 一个完整而强大的嵌入式处理系统,结构紧凑,节省空间

  • 大容量,高带宽内存,PS端DDR4 ECC SDRAM高达8 GByte,PL端DDR4 RAM高达4 GByte

  • 高带宽的数据传输;PCIe® Gen3 x 16,PCIe Gen2 x 4,USB 3.0,在低集成成本下实现大量的LVDS差分对提供高速数据I/O

  • 高效率的DC/DC整流器,极低功耗

  • 支持Linux嵌入式操作系统


Mercury+ XU8结构框图



来自客户的反馈














哥白尼天文中心的工程学博士Marcin Ziembicki在Embedded World 2025上介绍了Hyper-Kamiokande实验背后的先进技术。Hyper-Kamiokande实验项目集成了基于瑞苏盈科FPGA的解决方案和先进的传感器数据处理技术,促进了粒子物理学的基本技术发展,实现了高效、实时的中微子事件探测。





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