Trigger e DAQ do Detector Central Herman Lima Jr Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas 15 de...

Trigger e DAQTrigger e DAQdo Detector Centraldo Detector Central

Herman Lima Jr Herman Lima Jr Centro Brasileiro de Pesquisas FísicasCentro Brasileiro de Pesquisas Físicas

15 de Dezembro de 200915 de Dezembro de 2009

Projeto NEUTRINOS ANGRAProjeto NEUTRINOS ANGRA

TópicosTópicos

VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009Herman Lima Jr

Atribuições do TDAQ

Equipe atual e Infra-estrutura dedicada

Últimos avanços

Trigger

Trigger N0 e Tags (T1, T2, T3)

Software

Integração

Cronograma

Custo 2009/2010

Questões para discussão

Atribuições do TDAQAtribuições do TDAQ

front-end(amp + disc)

Sistema de

VETO

PMT

análise dedados

TRIGGER E AQUISIÇÃO DE DADOS

• processar (digitalizar e discriminar) sinais da eletrônica de front-end de neutrinos e pulsos do sistema de VETO

• selecionar somente os eventos de interesse (TRIGGER)

• monitorar de forma online estabilidade e performance dos detectores

• monitorar de forma online parâmetros como temperatura, alta tensão, tensões de alimentação

• transmitir e armazenar informações de física e de monitoração em mídia permanente


Equipe atualEquipe atual

NOME ATIVIDADEINSTITUIÇÃO

1. Herman Lima Jr (líder) hardware/firmware CBPF2. Laudo Barbosa software CBPF3. Márcio Portes computação CBPF4. Antonio Feitosa computação CBPF5. Rafael Gama hard/firm/softwareCBPF6. Victor Ferraz firmware/software CBPF7. Luis Fernando software Unicamp8. Germano Guedes hardware UEFS9. Paulo César firmware/software UEFS10. Luciano Manhães firmware/software UFJF

10 integrantes, 4 instituições


Infra-estrutura dedicadaInfra-estrutura dedicada

O que ? Onde ? Responsável

• 1 Crate VME64 7U CAEN CBPF Herman• 1 Crate VME 64 7U Polyrack CBPF “• 1 Módulo V1718, VME-USB CBPF “• 1 Módulo V775N, 16ch TDC CBPF “• 1 Módulo V812, 16ch CFD CBPF “• 1 Módulo V792N, 16ch QDC CBPF “• 1 protótipo SPRO CBPF Rafael Gama

• 1 Crate VME 7U CAEN Unicamp Luis Fernando• 1 Módulo V1495, General Purpose Unicamp “• 1 VME PC MVME31006 Unicamp “


Últimos avançosÚltimos avanços

• Protótipo SPROProtótipo SPRO 1 canal ADC: 12bits (0,4mV), 125MHz funcionando 8 canais TDC: 81ps funcionando para aquisição de imagens de R-X comunicação USB 1.1 (1MB/s) firmware e software atualizados e funcionando estáveis (Rafael Gama) medidas de contagem no escuro com PMT R5912 sendo realizadas (poster de Rafael Gama)

• Módulo VME: NDAQMódulo VME: NDAQ esquemáticos finalizados em 13/10/09 layout finalizado em 01/12/09 10 protótipos serão fabricados Dez/09-Jan/10

• SoftwareSoftware novas propostas apresentadas em reunião skype (Luis Fernando)




Protótipo SPRO-004Protótipo SPRO-004Pulso da PMT R5912 no

escuro (com pré-amplificador)

Zoom da linha de base

Amostragem: 125MHz (8ns)Resolução: 12bits (0.5mV)


Módulo NDAQMódulo NDAQ

conceito e esquemáticos: CBPF

layout: CBPF e Cadservice

8 camadas:• 5 camadas de sinais• 3 camadas de planos GND e PWR

Status: layout da Cadservice pré-aprovado


TriggerTrigger

ATLAS / CERN NEUTRINOS ANGRA


TriggerNível 0

VETO

FRONT-END

NDAQ

FIFOs

DETECTORCENTRAL

TagLogic

Event Builder

VME PC

armazenamentopermanente

FPGA

62.5MHz

TagLogic

TriggerTrigger


Trigger N0• objetivo: somente limitar a taxa de eventos em função da limitação de banda do DAQ (quantos eventos podem ser processados por segundo)• abrangência: todas as PMTs do detector central• baseado em: threshold em foto-elétrons por PMT e multiplicidade (número de PMTs com pulso acima do threshold)• implementação: módulo V1495 (CAEN)

Tag Logic• objetivo: fornecer tags a cada evento indicando um tipo de condição que o evento satisfez• Ex: T1, T2, T3

VETO

FRONT-END

NDAQ

FIFOs

DETECTORCENTRAL

TagLogic

Event Builder

VME PC

armazenamentopermanente

FPGA

62.5MHz

TagLogic

TriggerTrigger


Princípio da Tag Logic

t

background total

neutrino

t

t t

T1

T2 T3

Trigger N0 e VETOTrigger N0 e VETO

PMT

front-end(amp + disc)

conversorLVTTL / LVDS V1495

64 inputs(CAEN)

x 36CBPF TI (SN65LVDS1)

t=7ns t=1,7ns

NDAQ

(CBPF)Sistema

deVETO

x 36

x 5

* diagrama para 36 PMTs no detector central

x 5x 5

cabo coaxial

x 36

CLK (62,5MHz)x 5


Trigger N1

IntegraçãoIntegração

VME rack

Front-endelectronics

rack

ethernet network(1Gbps)

Slow-controlelectronics

VETOelectronics

HVsystem

Monitoring

Control, Data Acquisition

and Storage

VME PC (MVME31006E)NDAQV1495

Neutrino DAQ


DAQ SoftwareDAQ Software

- PowerPC com sistema operacional GNU/Linux Debian Lenny- Software de aquisição escrito em C- Comunicação entre VME_PC-PC-”Internet” baseada em Sockets- Transferência de dados usando NFS, SFTP ou SSHFS

crate VME

MVME31006Ecomputador PowerPC

comandos

PClocal

sockets

VME-BusDados

SSHFScomandos

sockets

Dados

SSHFS


CronogramaCronograma

Atividade Nov/09 Dez/09 Jan/10 Fev/10 Mar/10 Abr/10 Mai/10 Jun/10 Jul/10

Desenvolvimento de software de leitura de dados para o NDAQ

Desenvolvimento de firmware para o módulo NDAQ

Desenvolvimento de software para monitoração do DAQ

Medidas com o protótipo SPRO a 125MHz

Compra dos últimos componentes para o NDAQ

Fabricação de três protótipos do NDAQ

Montagem dos três protótipos NDAQ

Testes no CBPF do primeiro protótipo NDAQ

Fabricação de 10 módulos NDAQ (produção)

Montagem dos 10 módulos NDAQ (produção)

Testes funcionais no CBPF dos 10 módulos

Instalação do DAQ no site de Angra

Testes do DAQ com sinais do detector no site de Angra II


CustoCusto

RESUMO GERAL *

US$

Crates e módulos VME 9.850,00

Componentes Eletrônicos 6.720,00

Computação 22.860,00

Serviços PCB 17.990,00

SUBTOTAL 57.420,00

Margem segurança (15%) 8.613,00

TOTAL 66.033,00

* valores para 40 canais => 5 módulos NDAQ

Componentes NDAQ

US$ / canal

ADC 35

TDC 25

FPGA 324 13

FPGA 484 20

FIFO 45

outros 30

TOTAL 168

Custo serviços NDAQpara >10 unidades

PCB 620 US$ / módulo

MONT. 425 US$ / módulo

LAYOUT 4160 -

Computação

Computador (core 2 duo, 2GB, 320GB) Atera 6 1.000,00 6.000,00

NAS (Network Attached Storage) - 9TB, RAID QNAP TS-639 Pro Turbo 1 6.360,00 6.360,00

Notebook (dual-core, 4GB, 320GB) - 2 1.000,00 2.000,00

UPS 2KVA APC 5 1.300,00 6.500,00

Materiais diversos (roteadores, cabos, filtros, etc) - 1 2.000,00 2.000,00

TOTAL 22.860,00


solicitado à RENAFAE 2010-2011

Questões para discussãoQuestões para discussão


• IntegraçãoIntegração mecânica do Front-end (VME ou NIM?) mecânica do VETO (VME ou NIM?)

• Time tagging através do MVME31006 ?

•TriggerTrigger

???

• Armazenamento de dadosArmazenamento de dados adotar a tecnologia NAS (Network Attached Storage) ?

Backup slideBackup slide


TS-639 Pro Turbo (qnap.com)CPU Intel Processor 1.6 GHz

DRAM 1GB DDRII RAM

Flash Memory 128MB DOM

HDD 6 x 3.5" SATA I/IINOTE:1.The system is shipped without HDD.2.For the HDD compatibility list, please visithttp://www.qnap.com/pro_compatibility.asp

HDD Tray 6 x Hot-swappable and lockable tray

LAN Port 2 x Gigabit RJ-45 Ethernet port

LED Indicators Status, LAN, USB, eSATA, Power, HDD 1, HDD 2, HDD 3, HDD 4, HDD 5, HDD 6, USB, LAN

USB 5 x USB 2.0 port (Front: 1; Back: 4)Support USB printer, pen drive, USB hub, and USB UPS etc.

eSATA 2 x eSATA port (Back)

Buttons System: Power button, USB One-Touch-Backup Button, Reset button

LCD panel Mono-LCD display with backlightEnter button, Select button for configuration

Dimensions 175 (H) x 257 (W) x 235 (D) mm6.89 (H) x 10.12 (W) x 9.25 (D) inch

Weight Net weight: 5.2 kg (11.46 lbs)Gross weight: 6.5 kg (14.33 lbs)

Sound Level (dB) w/o HDD installed: 34.1 dBStand by: 34.2 dBIn operation: 38.2 dB

Power Consumption (W)

Sleep mode: 29WIn Operation: 43WPower-off (in WOL mode): 1W(with 6 x 500GB HDD installed)

Power Supply Input: 110-240V AC, 50/60Hz, Output: 250W

Hardware specs

http://www.qnap.com/pro_compatibility.asp



TS-639 Pro Turbo (qnap.com)

Software specsOperating SystemEmbedded Linux

Supported Operating SystemMicrosoft Windows 2000, XP, Vista (32-/ 64-bit), Windows 7 (32-/ 64-bit), Server 2003/ 2008Apple Mac OS XLinux & Unix

File SystemInternal HDD: EXT3, EXT4External HDD: EXT3, EXT4, NTFS, FAT32

NetworkingTCP/IP (IPv4 & IPv6: Dual Stack)Dual Gigabit NICs with Jumbo FrameMulti-IP Setting, Port Trunking/ NIC Teaming (Modes: Balance-rr, Active Backup, Balance XOR, Broadcast, IEEE 802.3ad, Balance-tld and Balance-ltd)DHCP Client, DHCP ServerProtocols: CIFS/SMB, AFP, NFS, FTP, HTTP, HTTPS, Telnet, SSH, iSCSI and SNMPNetwork Service Discovery (UPnP, Bonjour)

Network File SharingCIFS/SMB (Plus DFS Support)AFPNFSFTPWebDAV

Backup SolutionUSB One Touch Backup (Import/ Export)Apple Time Machine SupportBlock-level Remote Replication* Work as Both Rsync Server & Client* Supports Encrypted Replication between QNAP NAS ServersBackup to External Storage DeviceBackup to Cloud Storage (Amazon S3)

SecurityIP FilterNetwork Access Protection with Auto-blockingHTTPS ConnectionFTP with SSL/TLS (Explicit)AES 256-bit Volume-based EncryptionEncrypted Remote Replication (Rsync over SSH)Importable SSL CertificateInstant Alert via E-mail, SMS and LCD

Disk ManagementSingle Disk, JBOD, RAID 0/ 1/ 5/ 5+Hot Spare/ 6Online RAID Capacity ExpansionOnline RAID Level MigrationHDD S.M.A.R.T.Bad Block ScanAES 256-bit Volume-based EncryptionRAID RecoveryBitmap Support

Backup slideBackup slideHere at Nevis we found that our DAQ was having problems due to the clocks on each of the CPU's being out of synchronization. Since this sort of problem could appear on any software relying on timestamps, I am emailing the list to let you know of our solution.

We have installed ntp, a daemon which periodically synchronizes the machine's clock with other specified servers. These servers may be manually specified, or picked from a managed pool of geographically-local third-party servers (we use a Nevis server as primary, one of the DAQ machines as secondary, and two third-party servers as tertiary). The following installation is for Debian Linux, and may be found in more detail in the documentation at $DCONLINE_PATH/DCOV/doc/OVRackManual/OVRM.tex (to be committed within the day).

First, install the necessary package:$ sudo apt-get install ntp

As downloaded, the daemon accesses random servers. Edit the /etc/ntp.conf file to specify servers that are closer to you. To find the proper servers, consult http://www.pool.ntp.org/en/use.html.

Then restart the daemon:$ sudo /etc/init.d/npt restart

ARTHUR FRANKE

http://www.pool.ntp.org/en/use.html

Backup slideBackup slideNTP is foresee as a trivial synchronisation across computers in each lab. My recollection was that we can get even milli-second precision via internet (good even for SN physics). I do not know though, whether a simple NTP would do to that.

The Aachen team has mentioned the introduction of a GPS system on the trigger system such that we can have a time-stamp of the beginnings of the run. Not hyper critical for the DC physics, but if it happens, great. It was aimed for the ND period (as an upgrade). No news since. Maybe Aachen would like to add anything?

ANATAEL CABRERA

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