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This work was supported by Spanish Ministerio de Ciencia e Innovacion (MCIN)/Agencia Estatal de Investigacion (AEI) MCIN/AEI/10.13039/501100011033/Fondo Europeo de Desarrollo Regionial (FEDER) under Project PID2022-137680OB-C33.

Análisis de autorías institucional

Barrera, EAutor (correspondencia)García-Siguero, IAutor o CoautorRuiz, MAutor o Coautor

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12 de abril de 2025
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Artículo
No

Assessing NI FPGA-Based Platform With MXIe Interface for Use in ITER Hard Real-Time Investment Protection Applications

Publicado en:Ieee Transactions On Nuclear Science. 72 (3): 530-537 - 2025-03-01 72(3), DOI: 10.1109/TNS.2024.3474749

Autores: Karkinsky, D; Marqueta, A; Barrera, E; Garcia-Siguero, I; Varlec, J; Ruiz, M; Sekoranja, M; Rebollo, P; Kogovsek, T

Afiliaciones

Cosylab, Ljubljana 1000, Slovenia - Autor o Coautor
ITER Org, F-13115 St Paul Les Durance, France - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, Instrumentat & Appl Acoust Res Grp, Madrid 28031, Spain - Autor o Coautor

Resumen

The ITER interlock control system (ICS) assumes a crucial role in the tokamak operation to protect the investment against machine protection hazards. Consequently, it must be developed in compliance with the most challenging requirements. The National Instruments CompactRIO (NI cRIO) technology was chosen by ITER as the field-programmable gate array (FPGA)-based platform to develop the investment protection functions, with strict time constraints. This contribution focuses on the specific requirements for the ITER advanced protection system (APS) where the disruption mitigation control function requires a sequenced release of hydrogen ice pellets with an accuracy of less than 1 ms. These requirements are an evolution of previous protection system designs based on CompactRIO (cRIO) and motivated this feasibility study. The cRIO platform used at ITER is the NI9159, which provides an MXIe interface between a Virtex 5 LX110 FPGA and a host computer running a Linux preemptive kernel. ITER decided to improve two important requirements: 1) the MXIe interface communication latency's jitter by redesigning the ITER National Instruments (NI)-RIO Linux device driver and 2) the ability to timestamp events in the FPGA logic by designing a specific firmware module based on the precision time protocol (PTP) as used in the ITER time communication network (TCN). This contribution reports the design methodology that is followed, the firmware and software elements implemented, and the time-keeping performance obtained from the approach.

Palabras clave

AccuracyCompactrio (crio)Field programmable gate arraysHard real timeLinuxLogicMicroprogrammingPlasmasPrecision time protocol (ptpPrevention and mitigationProtectionProtocolsReal-time systems

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Ieee Transactions On Nuclear Science debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición 226/366, consiguiendo con ello situarse como revista Q2 (Segundo Cuartil), en la categoría Engineering, Electrical & Electronic. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada en el Cuartil Q2 para la agencia Scopus (SJR) en la categoría .

Impacto y visibilidad social

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/88970/

Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: France; Slovenia.

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido BARRERA LOPEZ DE TURISO, EDUARDO.