Realizzazione e collaudo di sistema elettronico basato su piattaforma DSP-FPGA per l'elaborazione in tempo reale di segnali provenienti da rivelatori di singolo fotone per applicazioni di astronomia

Abstract

Il lavoro è svolto nell’ambito del progetto di ricerca “cofin-prin 2002” – “Development of Monolithic Photon-Counter Arrays for Transient High-Energy Phenomena and Adaptive Optics in Astrophysics”. Obiettivo del progetto &egrave la realizzazione di un sistema basato su un array monolitico di sensori di singolo fotone SPAD (Single Photon Avalanche Diode) e su un'elettronica per elaborazione dati in tempo reale ad alte prestazioni per la messa in opera di tre applciazioni astronomiche: Fast Transient Imaging, Adaptiove Optics e Layer Sensing. Nel capitolo 1, introduttivo, viene data una descrizione delle tre applicazioni astronomiche e vengono esposte le caratteristiche dei sensori SPAD e le specifiche di progetto per quanto riguarda la parte di elaborazione dati. Nel capitolo 2 vengono esposte le soluzioni adottate per il soddisfacimento delle specifiche, descrivendo nel dettaglio le piattaforme di sviluppo hardware (in particolare la board Orsys micro-line CPT6713) e software (Linux SUSE 9.1 e National Instruments LabView 5.1) sfruttate per la realizzazione del sistema elettronico. Nel capitolo 3 è illustrata l’architettura hardware, descritta in linguaggio VHDL, realizzata per il FPGA Xilinx XC2V1000 e il firmware sviluppato per il processore DSP TMS320C6713, cuore del sistema di acquisizione. La descrizione del lavoro prosegue nel capitolo 4 con l’interfaccia software sviluppata in ambiente LabView 5.1 per il controllo dell’intero sistema e con una breve descrizione del pacchetto software Linux. Infine il testo si conclude con il quinto capitolo, in cui sono riportati i risultati di collaudo dell'intero sistema elettronico per quanto riguarda l'applicazione FTI