Sistema en FPGA para proporcionar marcas de tiempo basadas en GPS a sistemas de adquisición en el Radio Observatorio de Jicamarca

Abstract

En este trabajo se presenta el diseño e implementación del sistema GCTS (GPS Controlled Timing System) el cual es un módulo hardware que responde a la necesidad del Radio Observatorio de Jicamarca de cronometrar los eventos registrados por los radares de sus instalaciones. El GCTS se desarrolló en un FPGA usando el lenguaje VHDL con un diseño estructural que facilitó una organización modular de los distintos bloques de funcionamiento. El sistema permite extraer información de tiempo UTC a partir de un receptor GPS Trimble, con dicha información se forma un reloj con una precisión basada en la señal de referencia del receptor GPS, con lo cual es posible cronometrar una señal de excitación externa (en este caso la señal de transmisión de pulso de radar) asignándole una marca de tiempo de 8 bytes. Estas marcas son almacenadas en una memoria junto con registros de configuración y operación a los cuales se accede mediante una interfaz SPI. Las pruebas realizadas en conjunto con los equipos de adquisición del ROJ validaron la confiabilidad y portabilidad del sistema, donde se obtuvo una precisión inferior a 50ns, menor que la precisión de 1μs solicitada, y una velocidad de transferencia SPI de hasta 15MHz.