[发明专利]应用于离子加速器治癌的数字电源同步系统及同步方法

权利要求书

1.一种应用于离子加速器治癌的数字电源同步系统，包括FPGA芯片，用于连接以太网的RJ45接口，将光信号转化为数字信号的光纤接收器，其特征在于，所述的FPGA芯片依次通过用以实现FPGA芯片与远程计算机的网络通信的以太网芯片、网络变压器与所述的RJ45接口相连接，所述的FPGA芯片还依次通过数字隔离电路、单稳态多谐振荡器与光纤接收器相连接；FPGA芯片还与脉冲宽度调制信号输出通道模块相连接。

2.如权利要求1所述的应用于离子加速器治癌的数字电源同步系统，其特征在于，所述的FPGA芯片还分别与同步静态随机存取存储器、同步动态随机存储器、JTAG协议模块、串行存贮器、FLASH模块相连接。

3.如权利要求1所述的应用于离子加速器治癌的数字电源同步系统，其特征在于，所述的以太网芯片的地址线、数据线和读写控制引脚与FPGA芯片的一组IO管脚相连，其物理层引脚连接至所述的网络变压器。

4.如权利要求1至3任一所述的应用于离子加速器治癌的数字电源同步系统，其特征在于，所述的FPGA芯片的型号为美国Altera公司的Cyclone II EP2C70。

5.如权利要求1至3任一所述的应用于离子加速器治癌的数字电源同步系统，其特征在于，所述的FPGA芯片上设置有同步光纤组件模块模块、通用高精度数字调节器、以太网控制器，均通过Avalon总线与Nios II CPU相连接。

6.如权利要求5所述的应用于离子加速器治癌的数字电源同步系统，其特征在于，所述的FPGA芯片上还包括有同步静态随机存取存储器控制器、同步动态随机存储器控制器、Flash控制器、定时器、边界扫描通用异步收发传输器、锁相环、串行存贮器控制器通过Avalon总线与Nios II CPU相连接。

7.如权利要求5所述的应用于离子加速器治癌的数字电源同步系统，其特征在于，所述的同步光纤组件模块包括同步事例表存储区、事例译码单元，事例译码单元将送入同步光纤组件模块的电信号按照幅度和频率进行译码并将译码发送至当前事例存储区进行存储；还包括有事例匹配单元，事例匹配单元将当前事例存储区与同步事例表存储区进行匹配，当前事例存储区中的事例与同步事例表中的任一事例相同，则由中断输出单元延时同步事例表中该事例对应的延时时间后向Nios II CPU输出一个中断信号。

8.如权利要求1至7所述的应用于离子加速器治癌的数字电源同步的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）所述的通用高精度数字调节器控制脉冲宽度调制信号输出通道保持脉冲宽度调制信号占空比和相位不变，数字电源即保持最后一次给定的电流值；

（2）远程计算机由以太网下传同步事例表至FPGA芯片上的可编程片上系统，系统中Nios II CPU将同步事例表存至同步光纤组件模块的同步事例表存储区；

（3）当前同步事例信号由光纤接收器接收，同步光纤组件模块的事例译码单元进行译码并送入当前事例存储区；

（4）同步光纤组件模块匹配当前事例存储区与同步事例表存储区，如果匹配则同步光纤组件模块向Nios II CPU发出中断信号，此信号即为同步信号；

（5）触发一次脉冲波形输出需要两次同步信号，Nios II CPU接收到第一次同步信号时，会对原来存储的波形进行插值，准备下一个要触发的给定波形，此同步事例为插值波形事例；Nios II CPU接收到第二次同步信号时，会由通用高精度数字调节器按一定的时间间隔从刚刚准备好的给定波形中取数，计算脉冲宽度调制信号输出的占空比和相位，后由脉冲宽度调制信号输出通道输出送至数字电源，数字电源由此组脉冲宽度调制信号输出相应的电流波形；

（6）重复以上过程则可实现脉冲波形的连续输出。

9.如权利要求8所述的应用于离子加速器治癌的数字电源的同步方法，其特征在于，在步骤（5）中第一次收到同步信号时，要求插值的波形与前次输出不同，则实现了变脉冲波形输出。