阅读说明：本技术 多机箱反馈结果控制触发同步方法、装置、设备及介质 (Multi-chassis feedback result control trigger synchronization method, device, equipment and medium ) 是由 张孝飞 赵素梅 刘强 于 2020-07-27 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种多机箱反馈结果控制触发同步方法、装置、设备及介质,该方法包括：选取铷原子钟作为各个PXIE机箱的基准时钟；接收任一机箱内AD采样卡采样的量子芯片测量结果,并反馈给对应机箱的timing槽级联控制板卡；根据铷原子钟的计数,将接收到反馈结果的timing槽级联控制板卡通过差分对形式将反馈结果发送至对外连接机箱的timing槽级联控制板卡,并产生使能同步信号；根据反馈结果、铷原子钟的计数和使能同步信号,控制各个机箱的timing槽级联控制板卡同时发送触发信号。本申请可以保证多机箱量子测控系统中反馈结果输出的触发信号同步,能够应用到多机箱触发信号要求同步的环境中。(The application discloses a method, a device, equipment and a medium for controlling and triggering synchronization of multi-chassis feedback results, wherein the method comprises the following steps: selecting a rubidium atomic clock as a reference clock of each PXIE case; receiving a quantum chip measurement result sampled by an AD sampling card in any case, and feeding back the quantum chip measurement result to a timing slot cascade control board card of the corresponding case; according to the counting of the rubidium atomic clock, sending the feedback result to a timing slot cascade control board card externally connected with a case through a differential pair mode by the timing slot cascade control board card receiving the feedback result, and generating an enabling synchronous signal; and controlling the timing slot cascade control board cards of all the chassis to simultaneously send trigger signals according to the feedback result, the counting of the rubidium atomic clock and the enabling synchronous signals. The method and the device can ensure that the trigger signals output by the feedback result in the multi-chassis quantum measurement and control system are synchronous, and can be applied to the environment where the multi-chassis trigger signals require synchronization.)

多机箱反馈结果控制触发同步方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及量子测控技术领域，特别是涉及一种多机箱反馈结果控制触发同步方法、装置、设备及介质。

背景技术

目前，应用到量子测控系统中feedback实现方法主要有两种方案：其中一种方案是需要单独在PXIE机箱内提供一个专用板卡；另一种方案是需要一个PQSC仪器。但是这些方案在实现feedback功能时并不能实现触发信号的同步。

因此，如何实现量子测控系统中反馈结果输出的触发信号同步，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多机箱反馈结果控制触发同步方法、装置、设备及介质，可以保证多机箱量子测控系统中反馈结果输出的触发信号同步。其具体方案如下：

一种多机箱反馈结果控制触发同步方法，包括：

选取铷原子钟作为各个PXIE机箱的基准时钟；

接收任一机箱内AD采样卡采样的量子芯片测量结果，并反馈给对应机箱的timing槽级联控制板卡；

根据所述铷原子钟的计数，将接收到反馈结果的timing槽级联控制板卡通过差分对形式将所述反馈结果发送至对外连接机箱的timing槽级联控制板卡，并产生使能同步信号；

根据所述反馈结果、所述铷原子钟的计数和所述使能同步信号，控制各个机箱的timing槽级联控制板卡同时发送触发信号。

优选地，在本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步方法中，选取铷原子钟作为各个PXIE机箱的基准时钟，具体包括：

以所述铷原子钟产生第一时钟和频率大于所述第一时钟的第二时钟；所述第二时钟根据所述第一时钟的上升沿开始循环计数。

优选地，在本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步方法中，在发送触发信号之后，还包括：

将所述触发信号连接到机箱内对应槽的AWG板卡的触发输入，控制各所述AWG板卡同时发送激励量子芯片工作的激励信号。

优选地，在本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步方法中，多机箱对内通过机箱的timing槽级联控制板卡PXI_STAR1～16信号作为触发信号。

优选地，在本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步方法中，各级联控制板卡之间对外的级联口通过SATA物理线对接；

所述AD采样卡通过机箱背板的PXIe_DSTARC信号线进行通信。

优选地，在本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步方法中，所述铷原子钟与各级联控制板卡连接；

各机箱的AWG板卡输出信号连接到外部示波器上。

本发明实施例还提供了一种多机箱反馈结果控制触发同步装置，包括：

时钟控制模块，用于选取铷原子钟作为各个PXIE机箱的基准时钟；

接收反馈模块，用于接收任一机箱内AD采样卡采样的量子芯片测量结果，并反馈给对应机箱的timing槽级联控制板卡；

同步接口模块，用于根据所述铷原子钟的计数，将接收到反馈结果的timing槽级联控制板卡通过差分对形式将所述反馈结果发送至对外连接机箱的timing槽级联控制板卡，并产生使能同步信号；

触发输出模块，用于根据所述反馈结果、所述铷原子钟的计数和所述使能同步信号，控制各个机箱的timing槽级联控制板卡同时发送触发信号。

优选地，在本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步装置中，还包括：

信号控制模块，用于将所述触发信号连接到机箱内对应槽的AWG板卡的触发输入，控制各所述AWG板卡同时发送激励量子芯片工作的激励信号。

本发明实施例还提供了一种多机箱反馈结果控制触发同步设备，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现如本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步方法。

从上述技术方案可以看出，本发明所提供的一种多机箱反馈结果控制触发同步方法、装置、设备及介质，包括：选取铷原子钟作为各个PXIE机箱的基准时钟；接收任一机箱内AD采样卡采样的量子芯片测量结果，并反馈给对应机箱的timing槽级联控制板卡；根据铷原子钟的计数，将接收到反馈结果的timing槽级联控制板卡通过差分对形式将反馈结果发送至对外连接机箱的timing槽级联控制板卡，并产生使能同步信号；根据反馈结果、铷原子钟的计数和使能同步信号，控制各个机箱的timing槽级联控制板卡同时发送触发信号。

本发明首先选择高精度的铷原子钟作为基准源，给各个PXIE机箱提供基准时钟，然后机箱内AD采样卡采样量子芯片测量结果反馈给timing槽级联控制板卡，通过timing槽板卡的对外的一对差分信号相互通信并产生使能同步信号，最后同时控制同一机箱和级联机箱发送触发信号，这样保证多机箱量子测控系统中反馈结果输出的触发信号同步，即可以根据反馈结果反馈给信号源同时发送激励波形，能够应用到多机箱触发信号要求同步的环境中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的多机箱反馈结果控制触发同步方法流程图；

图2为本发明实施例提供的PXIE机箱内部链接框图；

图3为本发明实施例提供的两个PXIE机箱互联框图；

图4为本发明实施例提供的多机箱反馈结果控制触发同步装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种多机箱反馈结果控制触发同步方法，如图1所示，包括以下步骤：

S101、选取铷原子钟作为各个PXIE机箱的基准时钟；

S102、接收任一机箱内AD采样卡采样的量子芯片测量结果，并反馈给对应机箱的timing槽级联控制板卡；

在实际应用中，级联控制板卡可以选取FPGA级联控制板卡；此步骤接收到的反馈结果对应的级联控制板卡可以作为主级联控制板卡；

S103、根据铷原子钟的计数，将接收到反馈结果的timing槽级联控制板卡通过差分对形式将反馈结果发送至对外连接机箱的timing槽级联控制板卡，并产生使能同步信号；

可以理解的是，级联控制板卡通过上述步骤对外实现多机箱互联通信；多PXIE机箱通过timing槽板级联控制板卡的对外的一对差分信号相互通信；对外连接机箱的timing槽级联控制板卡可以作为从级联控制板卡；主级联控制板卡可以将接收到的反馈结果发送至从级联控制板卡；

S104、根据反馈结果、铷原子钟的计数和使能同步信号，控制各个机箱的timing槽级联控制板卡同时发送触发信号；

需要说明的是，接收到反馈结果的timing槽级联控制板卡可以根据反馈结果控制同一机箱内触发信号发出；其它机箱的timing槽控制板卡在接收到反馈结果后，根据反馈结果控制自身机箱能对应通道的触发信号发出，最终保证各个机箱的触发信号同时发出。

在本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步方法中，用于多PXIE机箱量子测控系统中，首先选择高精度的铷原子钟作为基准源，给各个PXIE机箱提供基准时钟，然后机箱内AD采样卡采样量子芯片测量结果反馈给timing槽级联控制板卡，通过timing槽板卡的对外的一对差分信号相互通信并产生使能同步信号，最后同时控制同一机箱和级联机箱发送触发信号，这样保证多机箱量子测控系统中反馈结果输出的触发信号同步，即可以根据反馈结果反馈给信号源同时发送激励波形，能够应用到多机箱触发信号要求同步的环境中。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步方法中，步骤S101选取铷原子钟作为各个PXIE机箱的基准时钟，具体可以包括：以铷原子钟产生第一时钟和频率大于第一时钟的第二时钟；第二时钟根据第一时钟的上升沿开始循环计数。

具体地，以铷原子钟产生两个频率差距很大的时钟(比如快时钟250MHz,慢时钟5MHz)，快时钟根据慢时钟的上升沿开始循环计数，以例子250M和5M来说，每计数50个250M的周期慢时钟就到达一次上升沿。因为以铷原子钟作为基准，所以不同机箱快慢时钟完全同步。需要说明的是，主级联控制板卡和从级联控制板卡以1米长的SATA线为例测试发送到接收延时为7个快时钟(250MHz)周期。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步方法中，在执行步骤S104发送触发信号之后，还可以包括：将触发信号连接到机箱内对应槽的AWG板卡的触发输入，控制各AWG板卡同时发送激励量子芯片工作的激励信号。这样timing槽级联控制板卡根据反馈结果同时给同一PXIE机箱内反馈结果控制的AWG板卡和级联机箱内反馈结果控制的AWG板卡发送触发信号，进而使不同机箱AWG板卡同时发送控制量子芯片工作的激励信号。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步方法中，多机箱对内通过机箱的timing槽级联控制板卡PXI_STAR1～16信号作为触发信号。也就是说，根据反馈结果可以任意实现多个机箱内任意PXI_STAR1～16触发信号同步。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步方法中，如图2和图3所示，各级联控制板卡之间对外的级联口通过SATA物理线对接；AD采样卡通过机箱背板的PXIe_DSTARC信号线进行通信；铷原子钟与各级联控制板卡连接；各机箱的AWG板卡输出信号连接到外部示波器上。

下面以一个具体实例来描述本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步方法：

步骤一、以第二时钟的频率为250MHZ，第一时钟的频率为5MHZ为例，div_cnt是第二时钟采样第一时钟计数，以第一时钟上升沿开始循环计数，则div_cnt在1到50循环；

步骤二、接收从AD采样卡发送的反馈结果，根据反馈结果确定当前机箱内部需要触发的AWG板卡，从级联控制板卡机箱内需要触发的AWG板卡；

步骤三、带有AD采样卡的机箱接收到反馈结果在div_cnt为3时发送从AD采样卡发送的反馈结果给从级联控制板卡并产生使能同步信号；

步骤四、经过验证，从级联控制板卡中有7个时钟周期延时接收到主级联控制板卡发送的反馈结果并同时产生使能同步信号；

步骤五、根据传输的反馈结果、div_cnt为1和使能同步信号三个信号共同决定触发信号的输出。

因为产生使能同步信号和发送反馈结果是在div_cnt为3时产生的，传输路径有7个时钟周期的延迟，从级联控制板卡在div_cnt为10接收到反馈结果从而产生使能信号，而产生触发信号是在div_cnt为1和使能信号共同作用，所以在div_cnt要加到50清零后再加到1才能产生触发信号，所以这样可以保证多机箱反馈结果输出的触发信号同步。

又因为同步接口接收数据的延时为7个时钟周期，第一个是在div_cnt为3，那么理论上第二级机箱接收反馈结果为div_cnt为10，第三级机箱div_cnt为17，这样理论上最多可以6级机箱串行而保证触发信号完全同步。

需要说明的是，本发明在执行上述多机箱反馈结果控制触发同步方法之前，以图3为例，可以准备两台PXIE机箱，第一台PXIE机箱内***多个(如两个)AWG板卡、一个AD采样板卡和一个级联控制板卡,第二台PXIE机箱内***多个(如三个)AWG板卡和一个级联控制板卡；两个级联控制板卡同步接口通过SATA物理线对接；外部铷原子钟连接到各级联控制板卡上；两台机箱的AWG板卡输出信号连接到外部示波器上。在执行的过程中，将两台机箱和铷原子钟上电，待铷原子钟lock信号点亮后，控制AD采样卡发送模拟量子芯片测量数据；根据模拟量子芯片发送的测量数据，可以查看两个机箱的AWG输出信号通道根据模拟反馈数据发生变化。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种多机箱反馈结果控制触发同步装置，由于该装置解决问题的原理与前述一种多机箱反馈结果控制触发同步方法相似，因此该装置的实施可以参见多机箱反馈结果控制触发同步方法的实施，重复之处不再赘述。

在具体实施时，本发明实施例提供的多机箱反馈结果控制触发同步装置，如图4所示，具体包括：

时钟控制模块，用于选取铷原子钟作为各个PXIE机箱的基准时钟；因为以铷原子钟作为基准，所以不同机箱快慢时钟完全同步；

接收反馈模块，用于接收任一机箱内AD采样卡采样的量子芯片测量结果，并反馈给对应机箱的timing槽级联控制板卡；利用PXIE机箱背板的PXIe_DSTARC信号线进行通信；

同步接口模块，用于根据铷原子钟的计数，将接收到反馈结果的timing槽级联控制板卡通过差分对形式将反馈结果发送至对外连接机箱的timing槽级联控制板卡，并产生使能同步信号；同步接口模块是级联控制板卡之间通信的接口，采用差分对形式；

触发输出模块，用于根据反馈结果、铷原子钟的计数和使能同步信号，控制各个机箱的timing槽级联控制板卡同时发送触发信号。触发输出模块可以控制PXIE机箱timing槽的级联控制板卡PXI_STAR1～16的输出。

需要说明的是，接收反馈模块的级联控制板卡可以作为主级联板控制板卡，通过同步接口模块接收反馈结果的作为级联控制板卡可以从级联控制板卡，主级联控制板卡可以将接收到的反馈结果通过同步接口模块发送给从级联控制板卡；利用时钟控制模块可以实现主级联控制板卡发送的触发信号和从级联控制板卡发送的触发信号完全同步。

在本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步装置中，可以通过上述四个模块的相互作用，可以保证多机箱量子测控系统中反馈结果输出的触发信号同步，即可以根据反馈结果反馈给信号源同时发送激励波形，能够应用到多机箱触发信号要求同步的环境中。

进一步的，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述多机箱反馈结果控制触发同步装置中，还可以包括：

信号控制模块，用于将触发信号连接到机箱内对应槽的AWG板卡的触发输入，控制各AWG板卡同时发送激励量子芯片工作的激励信号。这样使得AWG发送的量子芯片的激励信号完全同步。

关于上述各个模块更加具体的工作过程可以参考前述实施例公开的相应内容，在此不再进行赘述。

相应的，本发明实施例还公开了一种多机箱反馈结果控制触发同步设备，包括处理器和存储器；其中，处理器执行存储器中保存的计算机程序时实现前述实施例公开的多机箱反馈结果控制触发同步方法。

关于上述方法更加具体的过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

进一步的，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；计算机程序被处理器执行时实现前述公开的多机箱反馈结果控制触发同步方法。

关于上述方法更加具体的过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置、设备、存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

综上，本发明实施例提供的一种多机箱反馈结果控制触发同步方法、装置、设备及介质，包括：选取铷原子钟作为各个PXIE机箱的基准时钟；接收任一机箱内AD采样卡采样的量子芯片测量结果，并反馈给对应机箱的timing槽级联控制板卡；根据铷原子钟的计数，将接收到反馈结果的timing槽级联控制板卡通过差分对形式将反馈结果发送至对外连接机箱的timing槽级联控制板卡，并产生使能同步信号；根据反馈结果、铷原子钟的计数和使能同步信号，控制各个机箱的timing槽级联控制板卡同时发送触发信号。本发明首先选择高精度的铷原子钟作为基准源，给各个PXIE机箱提供基准时钟，然后机箱内AD采样卡采样量子芯片测量结果反馈给timing槽级联控制板卡，通过timing槽板卡的对外的一对差分信号相互通信并产生使能同步信号，最后同时控制同一机箱和级联机箱发送触发信号，这样保证多机箱量子测控系统中反馈结果输出的触发信号同步，即可以根据反馈结果反馈给信号源同时发送激励波形，能够应用到多机箱触发信号要求同步的环境中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的多机箱反馈结果控制触发同步方法、装置、设备及介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。