To achieve the complex control of high-temperature, nonlinear fusion plasmas, the overall control task is decoupled into multiple parallel sub-tasks. To host these parallel tasks, the modular Lingshu plasma control architecture is designed. Architecturally, a unified data flow management system is implemented to coordinate all parallel components, thereby enabling integrated control over the plasma discharge. This data flow management framework centers on a Data Engine, which uniformly manages intra-component data through a key-value mapping structure. Furthermore, Data Engine integrates a shared memory manager (ShmMgr) to provide efficient, zero-overhead data exchange between components. Upon this, the system features two critical data services: a Just-In-Time Configuration Distribution Service that dynamically resolves and delivers control parameters within each microsecond-level control cycle, and a Real-time Data Archiving Service designed for long-pulse operations, which ensures persistent storage without interfering with deterministic real-time performance. The proposed framework has been validated through extensive experimental campaigns on the EAST. Configuration resolution and data archiving introduce minimal overhead (<20 s and <12 s, respectively), meeting strict real-time requirements. A simulated 25 h discharge further confirmed its steady-state operational capability.
高温・非線形の核融合プラズマの複雑な制御を達成するために、全体の制御タスクは複数の並列サブタスクに分解される。これらの並列タスクをホストするために、モジュール式Lingshuプラズマ制御アーキテクチャが設計されている。アーキテクチャ的には、統合データフロー管理システムが実装され、すべての並列コンポーネントを調整することで、プラズマ放電の統合制御を可能にしている。このデータフロー管理フレームワークはData Engineを中心としており、Data Engineはキー・バリュー・マッピング構造を通じてコンポーネント内データを統一的に管理する。さらに、Data Engineは共有メモリマネージャ（ShmMgr）を統合し、コンポーネント間の効率的でゼロオーバーヘッドなデータ交換を提供する。これに基づき、本システムは2つの重要なデータサービスを備えている。すなわち、各マイクロ秒レベルの制御周期内で制御パラメータを動的に解決して配信するJust-In-Time Configuration Distribution Serviceと、長時間パルス運転向けに設計され、決定的なリアルタイム性能を妨げることなく永続的ストレージを保証するReal-time Data Archiving Serviceである。提案されたフレームワークは、EASTにおける大規模な実験キャンペーンを通じて検証された。設定解決とデータアーカイブはそれぞれ最小限のオーバーヘッド（<20 s および <12 s）しか導入せず、厳格なリアルタイム要件を満たしている。シミュレーションによる25 hの放電は、その定常状態運転能力をさらに確認した。