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CARTOA

Par Francis Beigbeder - 15/11/2007

 

CARTOA
CAmera Rapide pour le Test d’Optique Adaptative


Il s’agit de la contribution Midi-Pyrénées dans un Projet "Action Inter-Régionale" Midi-Pyrénées et Provence-Alpes-Côte-d’Azur :
"Banc de test d’un calculateur temps réel pour système d’optique adaptative de nouvelle génération".
Sont engagés dans ce projet le LATT et le LAM ainsi que deux partenaires industriels Microtec et Shaktiware respectivement en MIP et PACA.

OBJECTIFS SCIENTIFIQUES

L’objectif est la mise en place d’une chaîne de test sur des dispositifs d’analyse de surface d’onde destinés aux nouvelles générations d’optique adaptative. La première application prévue est le développement d’outils pour le "Planet Finder" instrument du VLT. Ce système impose en particulier des flots de données typiquement 10 fois supérieurs aux systèmes classiques d’une part, et des besoins en qualité d’analyse (optimisation de la mesure, filtrage temps réel) très fortement accrus d’autre part. A ces caractéristiques s’ajoutent des évolutions importantes sur le choix possibles de matériels pour les calculs temps réel. 
Le développement doit apporter un outil de test pour optimiser le système d’analyse et démontrer qu’il est possible de réaliser des calculateurs "bas coût" haute performance basés sur des architectures de type PC. 

PARTICIPATION MIDI-PYRÉNÉES

Développer une camera très rapide permettant de lire des images 240x240 pixels à la fréquence de 1 kHz.
Sachant que le détecteur définitif pour l’optique adaptative de nouvelle génération n’est pas encore disponible et sera très coûteux ( CCD220 240x240 , L3CCD, multi-sorties a transfert de trame et éclairé face arrière, développé par E2V) mais que l’on peut pour un banc de test relâcher la contrainte en ce qui concerne la photométrie pour le test du calculateur et des algorithmes de traitement..

Budget obtenu pour ce développement : 41600 € (INSU : 17000 €, Région MIP : 14600 €, LATT  : 10000 € )


SOLUTION ADOPTÉE

Nous avons choisi un détecteur APS CMOS, LUPA 4000 de FillFactory.

Lu dans une fenêtre de 240x240 pixels par deux sorties 33 MHz, il permet de respecter le cahier des charges, lecture à 1 kHz. 

Pour le contrôleur il fallait un séquenceur plus rapides que ceux que nous utilisons habituellement pour piloter les cibles CCD et proche Infra-Rouge proches actuelles. Nous avons étudié deux solutions : 

- Un séquenceur commercial SIRA qui permettra de valider tous les modes de lecture et d’équiper le laboratoire d’un outil universel. 

- Le développement d’un contrôleur dédié à FPGA (SPARTAN-3) qui a fait l’objet d’un mémoire CNAM et qui sera livré au LAM. 

 

L’interfaçage à l’ordinateur est réalisé par un lien parallèle LVDS (2 x 12 bits) vers une carte d’acquisition Phoenix (PCI 64bits/66MHz) d’Active-Silicon.

Le traitement temps réel, calcul de centrage sur chaque sous-pupille, sera cadencé par un signal généré par le contrôleur toutes les 6 lignes (25 µs) 

 

Ce sera une avancée importante pour l’équipement et le savoir-faire du GIGT en contrôle de détecteurs rapides à FPGA pour l’optique adaptative ou pour l’imagerie solaire grand champ mais au delà pour le contrôle de cibles utilisant des multiplexeurs CMOS, par exemple les détecteurs infra-rouges.

              

 APS CMOS Lupa 4000 Digilent Spartam-3 System board Séquenceur SIRA TGEN4

MEMBRES DU GIGT IMPLIQUÉS DANS LE PROJET

Beigbeder Francis : Responsable MIP du projet, . mise en oeuvre du séquenceur SIRA, architecture du contrôleur, caractérisation. 
Dupieux Michel : mémoire Ingénieur CNAM, . étude du contrôleur à FPGA, programmation, design des cartes, caractérisation.

Baratchart Sébastien : Application d’acquisition de données et traitement temps réel. . Valentin Hervé : Support à la caractérisation de la caméra.


PARTENAIRE INDUSTRIEL

Société Microtec  : étude et réalisation de cartes électroniques.

 

 

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