White Rabbit 节点终端

White Rabbit Event Node (WREN) 是一个旨在为 White Rabbit (WR) 网络提供高精度实时触发和事件分布功能的硬件项目。它作为终端节点(Node)接入 White Rabbit 交换机(Switch)构建的同步网络中。

White Rabbit 节点终端封面
dianzi_01012026-02-10 18:41:47CERN Open Hardware License
679
Star1

PCBA
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WREN-PCIe-V2
WREN-VME-V2

设计文件

WREN-Ie-V2-0_project.zip8.93MB

详细介绍

项目概述

White Rabbit Event Node(White Rabbit 节点终端 简称WREN )项目的主要目标是开发一种通用的事件处理解决方案,能够利用 White Rabbit 网络提供的亚纳秒级同步精度,在分布式系统中精确地产生或接收触发信号。

核心功能

  • 高精度定时:基于 White Rabbit 协议,实现亚纳秒级的时钟同步。

  • 事件触发:支持在预定义的精确时间点产生物理触发脉冲(TTL信号)。

  • 事件时间戳:能够对输入的外部触发信号进行精确的时间戳记录。

  • 灵活配置:通常采用 FPGA 架构,允许根据具体的工业或科学实验需求定制逻辑。

硬件版本

目前共有以3种接口版本(所有板都基于 Xilinx/AMD Zynq Ultrascale+ System-on-Chip (SoC) 技术):

  • WREN Ie:PCIe 接口

    ID

    类别 (Category)

    描述 (Description)

    1

    接口

    PCIe Gen2 x 4

    2

    供电

    P12V_PCIe

    3

    FPGA 芯片

    Xilinx Zynq UltraScale+ XCZU4CG-1SFVC784E

    4

    DDR4 内存

    2x 1GB

    5

    闪存 (Flash)

    128MB QSPI32

    6

    启动

    支持 JTAG 或 QSPI 启动;

    板载 PS_DONE、PS_ERR、PS_ERR_STATUS 状态指示灯

    7

    White Rabbit (WR)

    • 1G WR 电路,用于时钟同步和数据恢复

    • SFP 收发器连接至 FPGA PL端的 GTH 收发器

    • EEPROM 中存有唯一的 MAC 地址识别码

    • 板载 U.FL 连接器,用于 WR CLK MAIN(主时钟)、PPS(秒脉冲)及 ABSCAL(绝对校准时钟)输出

    8

    PS 时钟

    50 MHz

    9

    PL GTH 收发器

    • 1路 WR-SFP 接口

    • 2路 RF 束团时钟(RF BUNCH CLK1/2,SansDAC 方案),在 FPGA 内部回环至一对 HP(高性能)引脚

    10

    面板 IO接口

    • 2路输入,4路通用 IO

    • 输入端:具备过压/欠压保护;每个 IO 可独立启用终端电阻

    • 输出端:支持 50Ω 负载下的 3V 驱动电平;每个 IO 可独立启用输出

    • 所有前板 IO 均为单端信号,连接至 FPGA 的 HP Bank

    11

    面板 其他

    • 每个 IO 对应一个 RGB LED 指示灯

    • 1路 SFP 状态 RGB LED

    • 2路板卡状态 RGB LED

    • 前面板 PCB 硬件版本识别功能

    12

    配线架 输出

    • 采用 Samtec 微型同轴连接器连接至配线架 PCB

    • 32路 TTL 3V 输出,支持 50Ω 负载(仅限输出!)

    13

    配线架 其他

    • 每个 IO 对应一个 RGB LED 指示灯

    • 1路配线架状态 RGB LED

    • 配线架 PCB 硬件版本识别功能

    14

    其他

    • JTAG 连接器

    • 第二路 SFP 笼子(可选,用于未来的 WR 冗余或不同链路)

    • PS-UART 调试口:micro-USB 接口

    • 支持 FPGA 读取 PCB 版本号

    15

    设计工具

    KiCad v9

    16

    授权协议

    CERN OHL-W v2.0+

  • WREN V:VME接口

  • WREN-XIe:PXIe接口(未发布设计文件)

Licences

CERN Open Hardware Licence v1.2

项目地址

https://gitlab.com/ohwr/project/wren