[发明专利]一种基于时间敏感型的以太网通信系统及通信方法

权利要求书

1.一种基于时间敏感型的以太网通信系统，其特征在于：

包括外部事件采集转换模块(100)、ADC数据采集模块(200)、可配置电路模块(300)、物理层与数据链路层模块(400)、网络层与PC模块(500)，所述外部事件采集转换模块(100)、所述ADC数据采集模块(200)、所述可配置电路模块(300)、所述物理层与数据链路层模块(400)、所述网络层与PC模块(500)依次电连接；

所述外部事件采集转换模块(100)用于采集转换外部环境信息为模拟电平信号；

所述ADC数据采集模块(200)将获取的闪烁脉冲数据进行运算放大处理，然后将其模拟信号进行进行采样、模数转换并输出给所述可配置电路模块(300)；

所述可配置电路模块(300)采集全局时钟信号并将数字化采样的数据与原始闪烁脉冲数据进行甄别、测量得出时间、位置、能量信息发送给所述物理层及数据链路层模块(400)；

所述物理层与数据链路层模块(400)将接收到的位置、能量、时间信息进行帧处理并打包成UDP数据传输给所述网络层及PC模块(500)，并进行时间同步和调度与流量整形；

所述外部事件采集转换模块(100)、所述ADC数据采集模块(200)、所述可配置电路模块(300)以及所述物理层与数据链路层模块(400)共同组成一个BDM(基本探测器单元)；

所述网络层及PC模块(500)将所有所述BDM的数据进行归总、提取分析再根据基于泊松分布的MLEM算法进行重建并进行可视化处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于时间敏感型的以太网通信系统，其特征在于：

所述外部事件采集转换模块(100)包括外部事件传感器(110)和模拟事件转换器(120)；所述外部事件传感器(110)用于传感采集外部信息；所述外部信息包括γ射线、图像以及GPS坐标信息；所述模拟事件转换器(120)用于将采集的外部信息转换为模拟电平信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于时间敏感型的以太网通信系统，其特征在于：

所述ADC数据采集模块(200)包括模拟信号采样模块(210)、运算放大器(220)以及模数转换器(230)：

所述模拟信号采样模块(210)将闪烁脉冲信号进行运算采样提取能量信息；所述运算放大器(220)将所述闪烁脉冲信号进行运算放大；所述模数转换器(230)将获取的模拟信号进行模数转换。

4.根据权利要求1所述的一种基于时间敏感型的以太网通信系统，其特征在于：

所述可配置电路模块包括SQL处理模块(310)、FPGA电路模块(330)以及外部时钟模块(320)：

所述SQL处理模块(310)对光电倍增管模块输出的打拿极信号进行基于MVT方法的数字化采样，并将采样数据发送至所述FPGA模块(330)；所述外部时钟模块(320)给n个BDM的FPGA模块提供统一的全局时钟，为分布式网络的各BDM达到的时间同步服务；

所述FPGA电路模块(330)在主时钟源下，计算每个逻辑脉冲上升沿的时间值，并对MVT传来的采样信息进行处理测量时间间隔得到闪烁脉冲时间信息，接收来自ADC板的采样数据，并从中获取闪烁脉冲位置信息和能量信息，并通过以太网将闪烁脉冲时间信息、闪烁脉冲位置信息和能量信息发送给所述数据链路层与物理层(400)。

5.根据权利要求1所述的一种基于时间敏感型的以太网通信系统，其特征在于：

所述物理层与数据链路层模块(400)还包括帧生成模块(410)、时间同步模块(420)以及调度与流量整形模块(430)：

所述帧生成模块(410)处理数据的调度、以太网数据帧的封装与分组任务；

所述时间同步模块(420)对各BDM数据传输至交换机接收方经过的每个节点都根据分布式时钟进行时间同步计算，通过队列处理数据的优先级，经过本地计算得到时间偏差E后，可通过修改所有本地从时钟进行时间同步；

所述调度与流量整形模块(430)将各个BDM不同类别的流量对网络调度和流量整形，使得不同类别的流量在同一网络上得以共存。