Real-time (RT) electron temperature () diagnostics are fundamental for active profile control in tokamaks. This paper present a field-programmable gate array-based RT Thomson scattering processor deployed on the HL-3 tokamak. Driven by strict RT constraints, the fully pipelined architecture integrates Z-score standardization with a lookup-table inversion. This removes the explicit amplitude degree of freedom in the mapping definition, fundamentally mitigating sensitivity to global signal scaling. The hardware achieves a deterministic trigger-to-output latency of . To guarantee RT data reliability for prospective closed-loop control, a firmware-level gating mechanism explicitly flags low-confidence samples, bounded by a Monte Carlo baseline error assessment. Benchmarked against an offline non-linear least-squares reference via a shared-trigger setup, the system demonstrates exceptional agreement across 142 valid pulses, yielding a linear fit of (). Validated under 30 Hz single-point operation, this architecture establishes a definitive microsecond-latency foundation for future multi-point RT upgrades.
リアルタイム(RT)電子温度()診断は、トカマクにおける能動的なプロファイル制御の基礎である。本論文は、HL-3トカマクに展開されたフィールドプログラマブルゲートアレイベースのRTトムソン散乱プロセッサを提示する。厳格なRT制約によって駆動され、完全パイプライン化されたアーキテクチャは、Zスコア標準化とルックアップテーブル逆変換を統合する。これにより、マッピング定義における明示的な振幅の自由度が除去され、グローバルな信号スケーリングに対する感度が根本的に軽減される。ハードウェアは、決定論的なトリガーから出力までのレイテンシを達成する。将来の閉ループ制御のためにRTデータの信頼性を保証するため、ファームウェアレベルのゲーティングメカニズムは、低信頼度サンプルを明示的にフラグ付けし、モンテカルロベースライン誤差評価によって境界付けられる。共有トリガーセットアップを介してオフラインの非線形最小二乗参照に対してベンチマークされ、システムは142の有効パルスにわたって卓越した一致を示し、線形フィット()()が得られる。30 Hzの単一点動作の下で検証され、このアーキテクチャは、将来の多点RTアップグレードのための決定的なマイクロ秒レイテンシの基盤を確立する。