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各型号 Time Tagger 的传输速率上限

了解各型号 Time Tagger 通过 USB、10 GbE、外部 FPGA Link 和 TimeTaggerNetwork 可实现的最高数据传输速率。

Time Tagger 20 采用 USB 2 接口,最高传输速率约为 9 MTags/s. Time Tagger UltraTime Tagger X 采用 USB 3 接口,最高约为 90 MTags/s; Time Tagger X 还提供 SFP+ 和 QSFP+ 接口,可实现更高数据速率,详见后文。实际可达速率受 CPU 性能、其他运行进程的负载以及电源/性能设置等多种因素影响。只有使用高性能 CPU,并尽量减少同一计算机上其他应用的负载,才可能达到上述数值。

测量系统的实际传输速率

可分别运行 Python 脚本 transfer_rate.py 或 MATLAB 脚本 maximum_transfer_rate.m ,测量系统能够达到的最高传输速率。脚本位于安装目录的示例文件夹中。

在一组测试中,我们采用 AMD Ryzen 9 5950X 16 核 3.40 GHz 高性能 CPU,并仅保留必要的后台进程。测得 Time Tagger UltraTime Tagger X 的最高传输速率为 93 MTags/s, Time Tagger 20 约为 9.2 MTags/s。如果笔记本采用“超低功耗”CPU(型号末尾通常带 U,例如 AMD Ryzen 7 PRO 4750U 或 Intel i7-1365U),采集数据时务必连接电源,否则传输速率最多可能下降 30%。

测试结果表明,在系统配置正确的前提下,CPU 性能对最高传输速率的限制通常比 USB 3 更显著。有关如何在不降低传输速率的情况下连接 Time Tagger 与计算机,请参阅 “推荐的 USB 配件”; 有关计算机选型,请参阅 “Time Tagger 的理想计算机配置”

通过 10 GbE 将数据直接传输至计算机

Time Tagger X 还可通过 SFP+ 端口提供 10 Gbit/s 以太网(10 GbE)连接,作为 USB 之外的另一种方式,将时间标记直接传输至采集计算机。10 GbE 是对 USB 的补充而非替代:设备配置和控制仍需 USB,且任一时刻仅由其中一种接口承载时间标记数据流。该方案适用于持续时间标记速率或时延要求超出 USB 3 稳定能力的应用。所有用户均可通过 10 GbE 实现最高 100 MTags/s; 启用 High Rate 硬件许可后,最高可达 300 MTags/s。 完整配置步骤请参阅 “10 Gbit/s Ethernet Link” 深度指南。

通过 SFP+/QSFP+ 向外部 FPGA 传输数据

如果应用需要将自行设计的 FPGA 直接连接至 Time Tagger X, 而不是将数据传至计算机,还可将 SFP+ 和 QSFP+ 端口用作基于以太网的 FPGA Link。原始数据块封装在以太网帧中,SFP+ 最高支持 300 MTags/s,QSFP+ 最高支持 1200 MTags/s 。此功能独立于前述 10 GbE 连接,主要用于定制硬件集成。完整配置步骤请参阅 FPGA Link 深度指南。

通过以太网使用 TimeTaggerNetwork 传输

TimeTaggerNetwork 的最高传输速率受本地网络速度限制。现代网络基础设施广泛采用的千兆以太网(GbE)数据速率为 1 Gbps,因此 Time Tagger UltraTime Tagger X 通过网络向计算机传输时,最高约为 29 MTags/s

通道数量不影响上述速率

无论通过 USB、10 GbE 还是 TimeTaggerNetwork,启用的通道数量均不影响上述最高速率:单通道与多通道同步传输时适用相同上限。

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