AbstractIn this paper we present our transputer-based multitop multiprocessor systems for data acquisition, which are currently used on the Asdex upgrade experiment. The bandwidth of these systems goes from low-speed like the calorimetry diagnostic up to highspeed and large data volume systems like the soft-X-ray and Mirnov diagnostics, which collect several hundreds of megabytes of data during a plasma discharge of ≈8 s. Further, we present the multitop-MX, a newly developed system based on transputers and powerPCs, which provides real-time facilities for analysing the acquired data, to generate necessary information for the dynamic adaptation of sample rates, and to deliver triggers when certain events in the plasma are detected. The algorithm running on the powerPCs performs a wavelet like time-frequency transform. In the last part we give an outlook how to build the next generation of data acquisition systems to be used on the future plasma experiments W7-X and ITER, but also on Asdex upgrade. The hardware of these new distributed systems should be mainly based on established industry standards like the VME-bus, PCI-bus and FiberChannel, but also emerging technologies like SCI (scalable coherent interconnect) should be considered. The systems software should be well designed with object oriented methods to simplify the maintenance process and to enable further expansions and adaptations to new problems in an easy way.
本論文では、Asdexアップグレード実験で現在使用されている、データ収集のためのトランスピュータベースのマルチトップマルチプロセッサシステムについて述べる。これらのシステムの帯域幅は、カロリメトリ診断のような低速のものから、ソフトX線およびミルノフ診断のような高速かつ大容量のものまで多岐にわたり、後者は約8秒のプラズマ放電中に数百メガバイトのデータを収集する。さらに、トランスピュータとPowerPCに基づいて新たに開発されたシステムであるマルチトップMXについても述べる。このシステムは、収集したデータをリアルタイムで解析し、プラズマ内で特定のイベントが検出された際に、サンプリングレートの動的適応に必要な情報を生成し、トリガを発行する機能を提供する。PowerPC上で動作するアルゴリズムは、ウェーブレットに基づく時間周波数変換を実行する。最後に、将来のプラズマ実験であるW7-XおよびITER、さらにはAsdexアップグレードにおいて使用される、次世代データ収集システムの構築に関する見通しを示す。これらの新しい分散システムのハードウェアは、VMEバス、PCIバス、ファイバーチャネルなどの確立された業界標準に主に基づくべきであり、またSCI（スケーラブル・コヒーレント・インターフェース）のような新興技術も考慮されるべきである。システムソフトウェアは、保守プロセスを簡素化し、新たな問題への拡張および適応を容易にするために、オブジェクト指向手法を用いて適切に設計されるべきである。