[发明专利]基于可编程门阵列FPGA的加速器控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于可编程门阵列FPGA的加速器控制方法，其特征在于，通过基于Flash架构的现场可编程门阵列控制触发时序控制电路接收同步信号输入、磁控管触发使能、电子枪触发使能、高压放电、超低剂量模式的时序，以输出IGBT触发信号、电子枪触发信号及电子枪枪压模式控制信号；在现场可编程门阵列电路内部将1路磁控管触发脉冲，按时序要求分化出多路脉冲，脉冲间最小时序调整精度为Xns，调节多路触发脉冲间的时序关系以改变磁控管脉冲电流上升前沿和脉冲电流平整度。

2.根据权利要求1所述的基于可编程门阵列FPGA的加速器控制方法，其特征在于，所述IGBT触发信号由10或12个光纤输出端口输出。

3.根据权利要求1所述的基于可编程门阵列FPGA的加速器控制方法，其特征在于，所述电子枪触发信号及所述电子枪枪压模式控制信号均由开关量输出端输出。

4.一种执行根据权利要求1所述的基于可编程门阵列FGPA的加速器控制方法的系统，其特征在于，包括：

输入电路，所述输入电路的输入端采用光耦电气隔离；

输出电路，与所述输入电路信号连接，以输出IGBT触发信号、电子枪触发信号及电子枪枪压模式控制信号；

光纤触发输出电路，与所述输出电路信号连接，在基于Flash架构的现场可编程门阵列电路内部将1路磁控管触发脉冲，按时序要求分化出多路脉冲，脉冲间最小时序调整精度为Xns，调节多路触发脉冲间的时序关系以改变磁控管脉冲电流上升前沿和脉冲电流平整度；

供电电源，与所述光纤触发输出电路信号连接，以提供可变电压；

现场可编程门阵列电路，与所述光线触发输出电路信号连接，以控制触发时序控制电路接收同步信号输入、磁控管触发使能、电子枪触发使能、高压放电、超低剂量模式的时序。

5.根据权利要求4所述的基于可编程门阵列FPGA的加速器控制系统，其特征在于，通过JTAG对现场可编程门阵列电路内的程序烧制并且对烧制过程进行监控。

6.根据权利要求5所述的基于可编程门阵列FPGA的加速器控制系统，其特征在于，还包括与所述现场可编程门阵列电路信号连接的拨码开关，以用于板卡的硬件设置。

7.根据权利要求6所述的基于可编程门阵列FPGA的加速器控制系统，其特征在于，现场可编程门阵列电路内嵌RS485软核，其中MAX485CSA为RS485接口芯片，以半双工的方式实现通讯，其中U6的2、3脚是接收或发送的使能控制，在芯片内部使能逻辑相反，保证通讯线上在某一时刻只存在单向数据，41脚为接收和发送口，U4、U5为双通道高速光隔，现场可编程门阵列电路和MAX485间起信号隔离和电平转换作用。

8.根据权利要求5所述的基于可编程门阵列FPGA的加速器控制系统，其特征在于，所述输入电路的输入端包括：

TrigIn+，外部触发输入，在线性调制器模式下启用；

Energy+，外部能量指示输入，在线性调制器模式下为能量指示，在固态调制器模式下为能量指示的同时兼产生同步信号；

TrigENA+，磁控管触发允许，高电平才产生IGBT触发输出；

ExIn+，放电控制输入，当其从高电平变为低电平时产生放电触发；当加速器不具备加高压条件时，调制器直流充电时序触发单元会在12路光纤输出30秒的触发脉冲，将固态开关单元内储能电容CS上电量释放，避免因开盖维修等因素可能带来的伤害；

LIN1，电子枪触发允许，该输入为高电平时产生电子枪触发输出；

LIN2，电子枪非超低剂量模式输入，当其为高电平时，电子枪电源输出非超低剂量模式枪压，否则输出超低剂量模式枪压。

9.根据权利要求8所述的基于可编程门阵列FPGA的加速器控制系统，其特征在于，所述输出电路的输出端包括：

LO01，电子枪电源触发，在FPGA内部经时序调整，按设定值确定与12路光纤触发的先后关系，输出到调制器的电子枪电源；

LO02和LO03，电子枪电源输出电压选择，2位输出可以组合出4种状态，连接到调制器电子枪电源输入端子，4种状态对应4个不同的电子枪输出电压；

LO04，频率回读，输出至X射线头控制板输入，用于感知系统出束频率。