一种可扩展的量子测控装置的制作方法

本新型公开一种可扩展的量子测控装置，涉及量子测控技术领域。

背景技术：

在量子芯片的制造中，需要对量子芯片进行测试，通常采用网络分析仪采集测试数据，采集到的数据一方面存储起来作为测控数据，另一方面在存储的同时在网络分析仪上以震荡波的形式呈现出来，以便观察。后期可以对存储起来的测控数据进行处理和利用，以用来理解数据背后的物理数学意义，甚至可以根据构建相应的模型，通过借助模型来预测数据未来的走向发展；

现有的量子测控设备多采用大型的信号发生器设备，此种设备体积大，不能集成到量子计算机中，不利于量子计算机的小型化，成本较高；

本发明的最终目标是实现一种可扩展的高性能，量子测控卡，使用此种板卡的系统具有数据采集传输速度快，测控准确快速，可扩展性强的特点。

技术实现要素：

本实用新型针对现有的技术问题，提供一种可扩展的量子测控装置，所采用的技术为：一种可扩展的量子测控装置，所述量子测控装置包括主板，主板上安装dsp芯片和soc芯片，dsp芯片和soc芯片之间通过sgmii接口和spi接口交互；

dsp芯片连接uart串口、ddr3、flash和主机pice；

soc芯片pl端连接多路ad芯片、da芯片、ddr4和aurora板卡,aurora板卡连接扩展板卡，soc芯片的ps端连接上位机。

所述dsp芯片采用ti的高性能dsp。

所述soc芯片采用xilinx的zynq7020,soc芯片支持ddr4高速接口，soc芯片的gxt接口用于sgmii高速传输和aurora板卡扩展，soc芯片的i/o引脚连接多路ad芯片和da芯片。

所述ad芯片采用高速转换的ad9434芯片。

所述da芯片采用高速转换的dac5682芯片。

所述扩展板卡为fpga扩展板卡，fpga扩展板卡的i/0引脚连接多路ad芯片和da芯片。

所述soc芯片的ps端连接时钟芯片，时钟芯片连接dsp芯片。

所述时钟芯片采用si5335a芯片。

所述soc芯片的ps端连接温度监控电路。

所述soc芯片的ps端连接以太网口。

本实用新型的有益效果为：dsp芯片和soc芯片协同工作，将用时较多的算法卸载到soc芯片的pl端，达到信号处理的实时性，处理多类标准和非标准信号的生成，有效提高数据采集传输的速度；soc芯片、ad芯片、da芯片、ddr4、aurora板卡、aurora板卡和扩展板卡，能够提高整个本新型测控装置的测控性能，实现可扩展性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构框架图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

实施例一：

一种可扩展的量子测控装置，包括主板，主板上安装dsp芯片和soc芯片，soc芯片采用xilinx的zynq7020，dsp芯片采用ti的高性能dsp，dsp芯片和soc芯片之间通过sgmii接口和spi接口交互；

dsp芯片连接uart串口、ddr3、flash和主机pice；

soc芯片的pl端为soc芯片的信号处理器，soc芯片pl端的i/o引脚连接多路ad9434芯片、dac5682芯片、ddr4和aurora板卡,aurora板卡连接fpga扩展板卡；

soc芯片的ps端为soc芯片的主控制器，soc芯片ps端的i/o引脚连接si5335a时钟芯片、温度监控电路和上位机，时钟芯片连接dsp芯片；

在本新型测控装置工作时，工作人员对上位机进行操作，控制信号进入soc芯片，soc芯片的ps端通过spi接口发送给dsp芯片，dsp芯片根据上位机的命令实施生成标准的用于量子芯片的波形数据，波形数据通过sgmii接口发送至soc芯片的pl端，当数据量较大时，soc芯片将其pl端外置的ddr4芯片作为一个缓冲空间，然后soc芯片的pl端将波形数据发送至da芯片进行da转换，并将信号通过后续的微波装置发送给量子芯片；

当soc芯片的ps端接收到的控制信号为非标准波形时，soc芯片的pl端会进行非标准波形的产生，当需要进行量子算法扩展时，soc芯片的pl端能够将算法通过sgmii接口映射到dsp芯片内，同时soc芯片pl端通过ad芯片采集量子芯片的数据通过sgmii接口发送给dsp芯片进行算法处理并通过spi接口将处理结果通过soc芯片的ps端返回给上位机；

同时soc芯片pl端能够通过aurora板卡级联多个fpga扩展板卡，能够增强信号的处理能力，soc芯片的ps端能够对fpga扩展板卡进行实施监控和管理。

实施例二：

在实施例一的基础上，所述soc芯片的ps端连接以太网口；以太网口网络连接远程处理器，能够方便工作人员对本新型测控装置进行远程操作。

实施例三：

在实施例一的基础上，所述soc芯片的ps端连接温度监控电路；温度监控电路以热敏电阻为核心对主板温度进行监控，保证本新型测控装置工作的稳定性。

实施例四：

在实施例一的基础上，所述soc芯片的ps端连接时钟芯片，时钟芯片连接dsp芯片，时钟芯片采用si5335a芯片；soc芯片的ps端控制si5335a时钟芯片和晶振为本新型测控装置提供时钟，以降低本新型测控装置的整体损耗。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。