Choose timezone
Your profile timezone:
Powered by Indico
v3.3.5
Совещание состоялось 23-го сентября, https://indico.jinr.ru/event/2447/
1. Предложение по интеграции FE и DAQ / Vyacheslav Tereschenko (JINR, LNP)
* Представлены возможные варианты протоколов для связи между компонентами DAQ и FEE:
1. UCF (Unified Communication Framework): протокол, который использует COMPASS. Базируется на
ЦЕРН-овском сетевом протоколе IPBus.
2. e-link: протокол, предназначенный для соединения между чипом гигабитного приемопередатчика
(GBTX) и интерфейсными интегральными схемами (FE). Используется в экспериментах LHC. Более
простой протокол, чем UCF.
* Текущие варианты FEE для детекторов SPD:
1. Straw tracker: VMM3. Нужна FPGA для загрузки параметров VMM3 и для поддержки протокола
передачи данных (UCF или e-link).
2. ECal: digitizer ADC64ECAL от Базылева. Потребляет 0.28 Вт/канал. Требует мощной системы
охлаждения. Использует IP протокол для передачи данных.
Можно попробовать заменить на аналог HGCROC. HGCROC используется для ECal/CMS (под запретом
на ввоз в РФ). HKROC - это не радиостойкий аналог HGCROC, который сейчас разрабатывается
для Hyper-Kamiokande (HK). Потребление энергии на 2 порядка меньше, чем у электроники
Базылева. Протокол передачи данных - e-link.
3. TOF: предусилитель в принципе отсутствует (NINO или CFD), цифровая часть - PicoTDC (уже
в процессе закупки Базылевым для Ники). Протокол передачи данных - e-link.
4. Range system: аналоговая часть - Ampl-8, цифровая часть - ПЛИС/FPGA Xilinx/Artix7,
192 ch/boards VME. Возможен протокол передачи данных UCF или e-link.
* Все микросхемы LpGBT и GBTX являются радиационно стойкими, поэтому не доступны для импорта
в РФ. Поэтому в МИФИ была заказана специализированная интегральная микросхема (СИМС) HUB v1.
Заказчик С.Мовчан (MPD), исполнитель Э.Аткин (МИФИ). Тестирование чипа должно быть закончено
в конце этого года.
* Необходимо провести оценку потока данных с детекторов с учетом шумов. В существующей оценке
предполагался чистый сигнал 20 GB/s (несколько килобайт на событие), что очень мало. Радиационная
карта SPD: https://indico.jinr.ru/event/1969/contributions/11940/attachments/9430/15081/dose.pdf
2. Перепроектирование TCS/COMPASS для нужд DAQ/SPD / Andrei Antonov (SPBPU) et al.
* TCS (Timing & Control System) - пилотный проект группы в SPD. Группа состоит из 4-х человек и
представляет лабораторию промышленных систем потоковой обработки данных Санкт-Петербургского
политехнического университета Петра Великого.
* TCS/COMPASS не подходит для SPD, так как проектировалась под триггерную систему. Кроме того,
нет технической поддержки (И.Коноров отказался). Пожелания к новой TCS: (1) по возможности
повысить производительность и (2) использовать новое "железо".
* Первый шаг - проектирование и производство кодировщика (encoder), который должен быть
совместимым с TCS/COMPASS. В качестве аппаратной платформы будет использоваться Xilinx Artix-7.
Плата представляет собой стандартную SOM (system on module) и, кроме кодировщика, будет также
включать в себя контроллер TCS. От стоек VME решено отказаться в пользу 19" стоек со
стандартным 220В питанием.
* В планах группы закончить проектирование кодировщика к концу этого года и начать тестирование
в начале следующего. Для более эффективной работы нужно будет приехать в ОИЯИ и опробовать
новую электронику например на Straw/miniSPD. Также нужно будет организовать экскурсию в
тестовую зону (А.Балдин).
* К вопросу о радиационной устойчивости TCS (М.Алексеев). Модули TCS/COMPASS, которые планируется
заменить, не являются радиационно стойкими, но никаких проблем, связанных с рад. фоном, за время
работы COMPASS замечено не было.
3. Текущий статус DAQ / Leonid Afanasyev (JINR, LNP)
* Представлена модифицированая концепция буферизации на выходе DAQ (на входе в online фильтр):
1. Концепция CDR. Данные собираются на 20-ти компьютерах (readout computers) и обединяются в
слайсы. После этого, через коммутатор (switch), данные идут в онлайн-компьютеры, где они
группируются по времени в chunks и хранятся на диске. Там же будет работать online фильтр.
2. Новое предложение. Уровень онлайн-компьютеров разбивается на два:
(1) Builder компьютеры, которые только формируют chunks. Как и readout компьютеры - это
бездисковые компьютеры с большим объемом оперативной памяти.
(2) Дисковый буфер, куда переправляются chunks для временного хранения (~сутки). Там же
будет работать online фильтр.
* Предложение А.Чепурнова: не плодить компьютеры, а перейти на многоядерные серверы.
4. Разработка архитектуры DAQ SPD на основе технических решений высокоскоростного интернета,
телекоммуникаций и волоконной оптики / Alexander Chepurnov (MSU) et al.
* Сама идеология DAQ c использованием слайсов и фреймов для разбиения данных удобная и современная.
В целом архитектура DAQ SPD вопросов не вызывает. То, что предлагается заменить:
1. Протоколы и интерфейсы между уровнями системы.
2. Аппаратную реализацию slice (frame) builder.
* Полезные вещи, которые предлагается взять от телекоммуникационных устройств:
1. OTN (Optical Transport Network) протокол мультиплексирования разнородных телеком протоколов.
Концентраторы FE электроники должны соответствовать этим протоколам.
2. OTN коммутаторы.
3. DWDM(Dense Wavelength-Division Multiplexing) механизм уплотнения оптических линий связи.
4. Программно-аппаратная реализация slice builder, платформа TBD like-UDHsw со «стандартными»
оптическими интерфейсами.
* Открытый вопрос (дискуссия): на каком уровне DAQ может появится протокол OTN? После
концентраторов, до концентраторов использовать e-link (В.Терещенко). На уровне FE плат
вообще могут быть свои нестандартизованные форматы (М.Алексеев). В принципе, ответ может
зависеть от детектора, его загрузки данными и рад. фона.
5. Текущий статус системы управления тестовой зоны для эксперимента SPD коллайдера NICA / Alexander Chepurnov (MSU) et al.
* Архитектура представляет собой трехуровневневою систему. Верхний уровень (софтверный) -
WinCC OA-сервер, база данных, видеосервера, пользовательский интерфейс. Средний уровень -
программируемые логические контроллеры (ПЛК или PLC). Нижний уровень - аппаратная реализация
(сенсоры).
* Примеры работающих на сегодняшний день систем в тестовой зоне:
- Установлен и работает сервер WinCC OA. Девелоперская часть софта находится на серверах в НИИЯФ.
- Работа над системой управления газовой станцией закончена. Ей можно управлять с помощью
сенсорной панели в шкафу, а можно с помощью WinCC на компьютере. Поставили баллоны, подключили
газ, всё уже работает.
- Система управления передвижения внутренней мишенью ионопровода также находится в высокой
степени готовности, но тестируется пока на столе.
- Система контроля термометрии полностью в рабочем состоянии.
* Показаны два способа подключения CANopen устройств к WinCC ОА.
* В тестовой зоне полностью развернута система управления высокого уровня. Большей частью
реализован средний уровень. С нижним уровнем много задержек из-за строительных работ в зале.
* Комментарий А.Балдина: Вероятность получить пучок в тестовой зоне MARUSYA в этом году крайне
малая. Даже если работы на Нуклотроне закончатся вовремя и будет пучок, мишенную станцию
поставить не успеют. Надо быть готовым, но реально стоит ориентироваться на следующий год.
6. Текущий статус стенда miniSPD и работы по VMM3 / Temur Enik (JINR, LHEP)
* Стенд miniSPD включает в себя прототипы детекторов, которые позднее будут работать в самом SPD:
кремниевые стриповые детекторы, трубки Straw, несколько модулей ECal, GEM детекторы (не в SPD).
Стенд работает на космике. В частности, изучалось пространственное разрешение Straw.
* Также на стенде апробируется система DCS, написаная на TANGO. Описание DCS было представлено
К.Саламатиным на предыдущем совещании 29 апреля.
* Единственная микросхема, которая одновременно может регистрировать время (точность 1 нс) и заряд
Straw и доступна на сегодняшний день - это VMM3 (64ch, цена за чип 50$). Для тестов в ОИЯИ
используется плата, разработанная для эксперимента Mu2e.
* В ноябре этого года на выведенных пучках в ЦЕРНе планируется провести измерения характеристик
Straw с VMM3-электроникой, разработанной коллаборацией RD51. До данного момента эта электроника
использовалась (и разрабатывалась) для GEM.