张志刚 赵玉彬 徐 凯 郑 湘 李 正 赵申杰 常 强 侯洪涛 刘建飞



基于FPGA的多cell腔的场平坦度控制

张志刚1,2赵玉彬1,2徐 凯1,2郑 湘1,2李 正1,2赵申杰1,2常 强1,2侯洪涛1,2刘建飞1,2

1（中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区 上海201800）2（上海市低温超导高频腔技术重点实验室 上海201800）

在多cell腔的场平坦度控制处理中，最重要的算法为除法运算，而传统整数除法算法采用多次相减和移位的方法来实现，其算法存在以下缺点：相减运算消耗大量时钟即“吃时钟”、每完成一次算法所需时钟周期不固定以及此算法在实际工程中不能有效工作。针对传统整数除法器的弊端，提出一种基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)的循环型不可恢复除法器。设计的循环型不可恢复除法器通过改善程序结构和优化时序，实现除法运算速度的提高和固定运算所需时钟周期的目的。此算法通过QuartusII编译和综合，以及仿真工具ModelSim的仿真验证，达到预期功能效果，同时在上海光源增强器高频数字低电平控制器中被采用，实现场平坦度稳定度在±1.3%以内，完成每次运算所需35个时钟周期，优于设计指标。

现场可编程门阵列，循环型，除法器，场平坦度控制，时钟周期

随着加速器对高能量和高性价比的要求，多cell高频腔得到发展及应用。在多cell高频腔的控制中，为保障腔体的正常工作，高频低电平控制器除了包含频调环路控制外，还需要增加场平坦度控制。同时，数字技术得到快速发展，低电平控制技术也基本实现数字……