7月29日，隨著上海同步幅射裝置（BSRF）本年度首輪專用光運(yùn)行開(kāi)放結(jié)束，新一代先進(jìn)光源實(shí)驗(yàn)控制與數(shù)據(jù)采集軟件框架（Mamba）完成了在BSRF多條線站的布署和對(duì)用戶的開(kāi)放。Mamba軟件框架在BSRF實(shí)驗(yàn)站的成功布署與應(yīng)用，標(biāo)志著高能同步幅射光源（HEPS）光束線軟件系統(tǒng)工程建設(shè)工作重心已從軟件框架與原型研發(fā)開(kāi)始向HEPS應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)變。
常年以來(lái)，同步幅射方式學(xué)的發(fā)展同時(shí)遭到硬件與軟件的阻礙，而隨著HEPS等新一代光源的建設(shè)和實(shí)驗(yàn)站裝置的更新迭代，逐漸解決了硬件的阻礙，所舉辦的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较蚋撸〝?shù)據(jù)）通量、多模態(tài)、超快頻度、原位及動(dòng)態(tài)加載的方式轉(zhuǎn)變，對(duì)軟件的功能需求也發(fā)生了革命性的變化，軟件發(fā)展的滯后已成為現(xiàn)階段制約方式學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵誘因。在全球先進(jìn)光源裝置升級(jí)換代的背景下，世界各國(guó)都在大力發(fā)展各自的軟件框架及生態(tài)化軟件應(yīng)用體系。實(shí)驗(yàn)控制與數(shù)據(jù)采集軟件是用戶了解與使用光源的重要窗口，在光源的全生命周期軟件體系中有著至關(guān)重要的地位。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，在全球涌現(xiàn)出了（英國(guó)）、（法國(guó)）、GDA（日本）等主流軟件框架和應(yīng)用體系。國(guó)外同步幅射光源設(shè)施此前沒(méi)有聯(lián)發(fā)科量多模態(tài)實(shí)驗(yàn)控制與數(shù)據(jù)采集的軟件應(yīng)用場(chǎng)景物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件，因而缺少相關(guān)的布署。
為了解決HEPS的實(shí)驗(yàn)需求，HEPS束測(cè)控制部光束線軟件系統(tǒng)于2020年初在國(guó)外率先啟動(dòng)了新一代軟件框架Mamba的研發(fā)工作，致力為HEPS一期各線站開(kāi)發(fā)以技巧學(xué)為中心的實(shí)驗(yàn)過(guò)程控制與數(shù)據(jù)采集軟件，并著眼于塑造自主可控的具有國(guó)際先進(jìn)水平的、完備的、生態(tài)化的軟件應(yīng)用體系，以全面提高實(shí)驗(yàn)控制的手動(dòng)化與智能化水平，提高用戶體驗(yàn)、促進(jìn)光源科研產(chǎn)出。經(jīng)過(guò)近三年的開(kāi)發(fā)與測(cè)試，基于開(kāi)發(fā)的Mamba軟件框架初具雛型，整體軟件框架設(shè)計(jì)于2022年5月在同步幅射領(lǐng)域?qū)I(yè)刊物《of》獲得發(fā)表，已具備了進(jìn)行應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。
在BSRF裝置2022年首輪專用光機(jī)時(shí)中，基于Mamba軟件框架開(kāi)發(fā)的多類型實(shí)驗(yàn)控制與數(shù)據(jù)采集軟件在相應(yīng)線站進(jìn)行布署，并開(kāi)放用戶使用，多位用戶對(duì)軟件的整體功能性、用戶體驗(yàn)給與較高的評(píng)價(jià)并提出了許多建設(shè)性意見(jiàn)。其中，螢光掃描（XRF）成像實(shí)驗(yàn)控制與數(shù)據(jù)采集軟件在4W1B線站即將布署應(yīng)用，多個(gè)所外課題組基于該軟件完成了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集，用戶可在點(diǎn)采、步進(jìn)掃描、飛掃等多種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ街腥我馇袚Q，而且通過(guò)集成在線數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行一鍵式數(shù)據(jù)采集及剖析；掃描顯微成像（STXM）實(shí)驗(yàn)控制與數(shù)據(jù)采集軟件在3W1線站實(shí)現(xiàn)布署應(yīng)用，用戶可基于該軟件進(jìn)行多組底盤莖稈的批量掃描，極大地加速了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的效率與手動(dòng)化水平；由HEPS硬X射線成像線站（B7）自主研發(fā)的小型面?zhèn)蓽y(cè)器（6K*6K象素）也實(shí)現(xiàn)了在Mamba內(nèi)的集成與應(yīng)用；拉曼散射實(shí)驗(yàn)剖析晶體手動(dòng)調(diào)姿離線測(cè)試完成驗(yàn)證后，基于Mamba研發(fā)的三晶體手動(dòng)優(yōu)化，在1W2B線站進(jìn)一步得到在線實(shí)測(cè)驗(yàn)證：成功實(shí)現(xiàn)光斑手動(dòng)辨識(shí)、光斑與晶體匹配、自動(dòng)變焦等功能，提升調(diào)光效率。同期，光束線軟件系統(tǒng)召集Mamba開(kāi)發(fā)進(jìn)展研討會(huì)，向HEPS光束線部各系統(tǒng)工作人員報(bào)告并討論了Mamba軟件框架的研發(fā)進(jìn)展與下一步開(kāi)發(fā)計(jì)劃。
本項(xiàng)工作由HEPS束測(cè)控制部光束線軟件系統(tǒng)張一與團(tuán)隊(duì)成員負(fù)責(zé)舉辦。Mamba軟件框架研發(fā)基于HEPS束控部束線控制系統(tǒng)與估算與通信系統(tǒng)等的工作基礎(chǔ)之上，與其研發(fā)的設(shè)備控制軟件、數(shù)據(jù)剖析和管理軟件框架一起建立先進(jìn)光源實(shí)驗(yàn)全生命周期軟件框架與生態(tài)體系。本工作還得到了上海同步幅射裝置4W1B、3W1和1W2B等線站與HEPS多個(gè)光束線系統(tǒng)的支持。Mamba項(xiàng)目還獲得了高能所科技創(chuàng)新項(xiàng)目的支持。
7月29日，隨著上海同步幅射裝置（BSRF）本年度首輪專用光運(yùn)行開(kāi)放結(jié)束，新一代先進(jìn)光源實(shí)驗(yàn)控制與數(shù)據(jù)采集軟件框架（Mamba）完成了在BSRF多條線站的布署和對(duì)用戶的開(kāi)放。Mamba軟件框架在BSRF實(shí)驗(yàn)站的成功布署與應(yīng)用，標(biāo)志著高能同步幅射光源（HEPS）光束線軟件系統(tǒng)工程建設(shè)工作重心已從軟件框架與原型研發(fā)開(kāi)始向HEPS應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)變。
常年以來(lái)，同步幅射方式學(xué)的發(fā)展同時(shí)遭到硬件與軟件的阻礙，而隨著HEPS等新一代光源的建設(shè)和實(shí)驗(yàn)站裝置的更新迭代，逐漸解決了硬件的阻礙，所舉辦的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较蚋撸〝?shù)據(jù)）通量、多模態(tài)、超快頻度、原位及動(dòng)態(tài)加載的方式轉(zhuǎn)變，對(duì)軟件的功能需求也發(fā)生了革命性的變化，軟件發(fā)展的滯后已成為現(xiàn)階段制約方式學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵誘因。在全球先進(jìn)光源裝置升級(jí)換代的背景下，世界各國(guó)都在大力發(fā)展各自的軟件框架及生態(tài)化軟件應(yīng)用體系。實(shí)驗(yàn)控制與數(shù)據(jù)采集軟件是用戶了解與使用光源的重要窗口，在光源的全生命周期軟件體系中有著至關(guān)重要的地位。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，在全球涌現(xiàn)出了（英國(guó)）、（法國(guó)）、GDA（日本）等主流軟件框架和應(yīng)用體系。國(guó)外同步幅射光源設(shè)施此前沒(méi)有聯(lián)發(fā)科量多模態(tài)實(shí)驗(yàn)控制與數(shù)據(jù)采集的軟件應(yīng)用場(chǎng)景，因而缺少相關(guān)的布署。
為了解決HEPS的實(shí)驗(yàn)需求，HEPS束測(cè)控制部光束線軟件系統(tǒng)于2020年初在國(guó)外率先啟動(dòng)了新一代軟件框架Mamba的研發(fā)工作，借以為HEPS一期各線站開(kāi)發(fā)以技巧學(xué)為中心的實(shí)驗(yàn)過(guò)程控制與數(shù)據(jù)采集軟件，并著眼于塑造自主可控的具有國(guó)際先進(jìn)水平的、完備的、生態(tài)化的軟件應(yīng)用體系物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件，以全面提高實(shí)驗(yàn)控制的手動(dòng)化與智能化水平，提高用戶體驗(yàn)、促進(jìn)光源科研產(chǎn)出。經(jīng)過(guò)近三年的開(kāi)發(fā)與測(cè)試，基于開(kāi)發(fā)的Mamba軟件框架初具雛型，整體軟件框架設(shè)計(jì)于2022年5月在同步幅射領(lǐng)域?qū)I(yè)刊物《of》獲得發(fā)表，已具備了進(jìn)行應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。
在BSRF裝置2022年首輪專用光機(jī)時(shí)中，基于Mamba軟件框架開(kāi)發(fā)的多類型實(shí)驗(yàn)控制與數(shù)據(jù)采集軟件在相應(yīng)線站進(jìn)行布署，并開(kāi)放用戶使用，多位用戶對(duì)軟件的整體功能性、用戶體驗(yàn)給與較高的評(píng)價(jià)并提出了許多建設(shè)性意見(jiàn)。其中，螢光掃描（XRF）成像實(shí)驗(yàn)控制與數(shù)據(jù)采集軟件在4W1B線站即將布署應(yīng)用，多個(gè)所外課題組基于該軟件完成了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集，用戶可在點(diǎn)采、步進(jìn)掃描、飛掃等多種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ街腥我馇袚Q，而且通過(guò)集成在線數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行一鍵式數(shù)據(jù)采集及剖析；掃描顯微成像（STXM）實(shí)驗(yàn)控制與數(shù)據(jù)采集軟件在3W1線站實(shí)現(xiàn)布署應(yīng)用，用戶可基于該軟件進(jìn)行多組底盤莖稈的批量掃描，極大地加速了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的效率與手動(dòng)化水平；由HEPS硬X射線成像線站（B7）自主研發(fā)的小型面?zhèn)蓽y(cè)器（6K*6K象素）也實(shí)現(xiàn)了在Mamba內(nèi)的集成與應(yīng)用；拉曼散射實(shí)驗(yàn)剖析晶體手動(dòng)調(diào)姿離線測(cè)試完成驗(yàn)證后，基于Mamba研發(fā)的三晶體手動(dòng)優(yōu)化，在1W2B線站進(jìn)一步得到在線實(shí)測(cè)驗(yàn)證：成功實(shí)現(xiàn)光斑手動(dòng)辨識(shí)、光斑與晶體匹配、自動(dòng)變焦等功能，提升調(diào)光效率。同期，光束線軟件系統(tǒng)召集Mamba開(kāi)發(fā)進(jìn)展研討會(huì)，向HEPS光束線部各系統(tǒng)工作人員報(bào)告并討論了Mamba軟件框架的研發(fā)進(jìn)展與下一步開(kāi)發(fā)計(jì)劃。
本項(xiàng)工作由HEPS束測(cè)控制部光束線軟件系統(tǒng)張一與團(tuán)隊(duì)成員負(fù)責(zé)舉辦。Mamba軟件框架研發(fā)基于HEPS束控部束線控制系統(tǒng)與估算與通信系統(tǒng)等的工作基礎(chǔ)之上，與其研發(fā)的設(shè)備控制軟件、數(shù)據(jù)剖析和管理軟件框架一起建立先進(jìn)光源實(shí)驗(yàn)全生命周期軟件框架與生態(tài)體系。本工作還得到了上海同步幅射裝置4W1B、3W1和1W2B等線站與HEPS多個(gè)光束線系統(tǒng)的支持。Mamba項(xiàng)目還獲得了高能所科技創(chuàng)新項(xiàng)目的支持。
圖1:Mamba-XRF成像軟件（4W1B）數(shù)據(jù)采集界面，實(shí)時(shí)2D和1D顯示
圖2:Mamba-STXM軟件在3W1線站進(jìn)行底盤莖稈批量成像實(shí)驗(yàn)采集界面
圖3:拉曼散射實(shí)驗(yàn)剖析晶體手動(dòng)調(diào)姿Mamba軟件在1W2B線站實(shí)現(xiàn)概念性功能測(cè)試
圖4:Mamba開(kāi)發(fā)進(jìn)展報(bào)告大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)
