báo cáo phát triển zero-suppression cho thiết bị adc100 msampsec 32 kênh của dự án e36

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ-VẬT LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN VẬT LÝ HẠT NHÂN PHÁT TRIỂN ZERO-SUPPRESSION CHO THIẾT BỊ ADC100Msamp/sec 32 KÊNH CỦA DỰ ÁN E36 9/5/2014 1 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: Nguyễn Hữu Thành GVHD: TS. Võ Hồng Hải GVPB: ThS. Nguyễn Quốc Hùng TP. HỒ CHÍ MINH-7/2014 ĐỀ TÀI VMEFADC 100Mbit/s Nội Dung 9/5/2014 2 Giới thiệu dự án E36 1 Hệ thống 768 đầu dò CsI và thiết bị VMEFADC (FADC/FPGA) 2 Phát triển zero suppression cho chương trình VMEFADC3 trên thiết bị VMEFADC 3 Thiết lập hệ đo và đánh giá thiết bị 4 Kết luận và kiến nghị 5 Giới thiệu dự án E36 3 Dự án E36 được tiến hành tại trung tâm gia tốc proton tại Nhật Bản (J-PARC). Với hai mục đích:  Nghiên cứu tính chất của lepton dựa trên tỷ số xác suất phân rã   :                  (Theo mô hình chuẩn SM sai số          )  Nghiên cứu hạt neutrino nặng hiếm dựu vào phân rã:       IFX, IFY MS HFOC Giới thiệu dự án E36 4 Khối bức xạ • Khối bức xạ nhấp nháy • Hê thống 14 đầu dò   • Hệ thống 14 đầu dò   • Hệ thống gương bao xung quanh và phía sau khối nhấp nháy Giới thiệu dự án E36 9/5/2014 5         CsI 768 CsI 6 Hệ thống đầu dò CsI và thiết bị VMEFADC (FADC/FPGA) 6 Chip spartan_6 Xilinx 16 ADC (ADC9216 100MHz) (2 kênh/ADC) … 32 đầu dò CsI  Dự án E36: 768 CsI (tương ứng với 768 kênh input) 24 bo mạch VMEFADC 32kênh/VMEFADC 16 kênh 16 kênh … 32 kênh đầu vào LAN Phát triển zero suppression cho chương trình VMEFADC3 trên thiết bị VMEFADC 7 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 35 số lần số kênh Số lần suy giảm tốc độ truyền theo số kênh Mục đích phương pháp zero suppression: o Tăng tốc độ truyền tải dữ liệu. o Giảm tài nguyên bộ nhớ. o Giảm thời gian chết của hệ thống. 1 kênh 32 kênh Phát triển zero suppression cho chương trình VMEFADC3 trên thiết bị VMEFADC  Sơ đồ nguyên lý phát triển zero suppression (cho một kênh): 8 FADC Ngưỡng Flag Slope Máy tính Mux AND 1 ~ được truyền • Chiều dài bộ nhớ đệm: n=T2-T1 (~ 10 mẫu, n=10) • Trung bình: AVG=(sum[1n])/n • Slope: SLOPE=FADC[n]-FADC[1] • HIT-BIT: Tín hiệu cho phép truyền dữ liệu lên máy tính (“1” truyền, “0” không truyền). Phát triển zero suppression cho chương trình VMEFADC3 trên thiết bị VMEFADC 9 Hình 3.2. Sơ đồ khối chương trình VMEFADC3 phát triển zero suppression Lập trình trên chip Spantar_6 Xilinx Phát triển zero suppression cho chương trình VMEFADC3 trên thiết bị VMEFADC 10 600 mẫu 24 µs T1 T2 T0 (Trigger) FIFO-DATA FIFO-HIT Ngưỡng HIT-BIT (quyết định bởi DISC.) Dữ liệu lưu trong FIFO_data Dữ liệu xuất ra từ DISC Quá khứ Tương lai 0 ~450 0 600 WE RE_HIT FIFO-DATA Dữ liệu đọc ra từ FIFO_data RE 0 512 [...]... liệu của một sự kiện 32 kênh truyền lên: + Buffer = số phần tử = 512 phần tử + Mỗi phần tử 16 bits + Ký tự bắt đầu và kết thúc sự kiện 64 bits + Ký tự bắt đầu và kết thúc một kênh 32 bits Tổng dữ liệu truyền lên máy tính: 16×512 32+ 64 +32 32 = 2 6323 2bits Dữ liệu của một sự kiện 1 kênh truyền lên: + Buffer = 512 phần tử (1 phần tử 16 bits) + Chỉ có một kênh có tín hiệu truyền lên 512×16 = 8192bits + 31 kênh. .. bít của một phần tử trong một buffer 64 Số bits của ký tự mặc định bắt đầu (ffff 55aa) và kết thúc (fffe fffc) 1 sự kiện 32 32 Số bits ký tự mặc định bắt đầu (ff_số kênh) và kết thúc (ffaa) một kênh của 32 kênh Với sự kiện/giây Tốc độ truyền theo số kênh 14000 12000 10000 8000 6000 sự kiện/giây 4000 2000 0 0 9/5/2014 5 10 15 kênh 20 25 30 35 15 Kết luận và kiến nghị Kết luận: • Tìm hiểu về dự án E36. .. bit) Dữ liệu của một sự kiện: + Buffer = 512 phần tử dữ liệu + 32 kênh + 1 phần tử dữ liệu = 16 bits tổng dữ liệu = 512 x 32 ADC = 16384(phần tử dữ liệu) = 262144(bits) 11 Những kênh không có dữ liệu chỉ có 2 phần tử = 32 bits (Ex ADC30) Thiết lập và đánh giá zero suppression trên thiết bị VMEFADC  Sơ đồ bố trí thí nghiệm External trigger Máy phát xung NIM_IN_1 VMEFADC module Khuếch đại LAN Máy tính (linux)... thúc kênh 32 31 = 992bits + Ký tự bắt đầu và kết thúc sự kiện 64bits Tổng dữ liệu truyền lên máy tính: 8192+992 +32+ 64 = 9280bits Dữ liệu zero suppression được kiểm tra 14 Đánh giá tốc độ truyền  Sự suy giảm tốc độ truyền theo số kênh được thể hiện qua công thức: 108 Tốc độ = 16 × 512 × số kênh + 64 + 32 × 32 108 Tốc độ giả sử truyền dữ liệu lên máy tính thông qua cổng LAN (100Mbit/s) 512 Độ dài của. .. data cho LAN trên thiết bị VMEFADC Dữ liệu của một sự kiện Bắt đầu ffff 55aa ADC00 Buffer (Ex = 512) ff 00 Dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu ffaa ADC01 ff 01 Dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu ffaa ADC[i] ff ff 30 ffaa ADC31 ff 31 Dữ liệu ffaa Dữ liệu Dữ liệu Định dạng kênh có dữ liệu Định dạng kênh không có dữ liệu fffe fffc Kết thúc DỮ LIỆU (16 bits) Kênh (5 bit) 9/5/2014 0 (1 bit) Dữ liệu ADC (10 bit) Dữ liệu của một... hiểu về dự án E36 • Phát triển thành công chức năng zero suppression trên code VMEFADC3 trước đó • Kiểm tra hoạt động chương trình VMEFADC3 khi đã phát triển chức năng zero suppression bằng máy phát xung Kiến nghị: • Tiến hành khảo sát tốc độ thực tế bằng cách thay đổi tần số xung tín hiệu đầu vào • Kiểm tra hoạt động chương trình zero suppression bằng cách cho xung tín hiệu vào cả 32 kênh với một xác... Kohl (2013), The TREK /E36 Experiment at J-PARC , Workshop to Explore Physics Opportunities with Intense, Polarized Electron Beams up to 300 MeV(PEB2013), MIT, Cambridge, MA • Vo Hong Hai, Zero Suppression Development on VMEFADC Moudule for Readout of CsI(Tl) detector, VMEFADC meeting, 9 June 2014 Wedsite • http://j-parc.jp • http://trek.kek.jp /e36 9/5/2014 17 9/5/2014 18 Slide dự trữ 9/5/2014 19 Header... µs (600 mẫu × 40ns Kích thước dữ liệu: 20µs (512mẫu ×40ns) 9/5/2014 T0 12 V (2mV/mẫu) Đánh giá hoạt động module DISC T0 T2 Dữ liệu vào ADC00 423 bin ~ 17,2 µs Giá trị trung bình DISC 0 100 0.4 us 200 300 400 500 Thời gian (40ns/mẫu) Kiểm tra giá trị trung bình module DISC Threshold 400 + Trung bình (độ dài 10mẫu) của ADC00 + Đỉnh (vị trí T2) trễ 0,4us(~10mẫu) FIFO HIT 1 9/5/2014 FIFO-HIT: “1”: + Trung . thiệu dự án E36 1 Hệ thống 768 đầu dò CsI và thiết bị VMEFADC (FADC/FPGA) 2 Phát triển zero suppression cho chương trình VMEFADC3 trên thiết bị VMEFADC 3 Thiết lập hệ đo và đánh giá thiết bị 4 Kết. Dự án E36: 768 CsI (tương ứng với 768 kênh input) 24 bo mạch VMEFADC 3 2kênh/ VMEFADC 16 kênh 16 kênh … 32 kênh đầu vào LAN Phát triển zero suppression cho chương trình VMEFADC3 trên thiết bị. NHIÊN KHOA VẬT LÝ-VẬT LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN VẬT LÝ HẠT NHÂN PHÁT TRIỂN ZERO-SUPPRESSION CHO THIẾT BỊ ADC100Msamp/sec 32 KÊNH CỦA DỰ ÁN E36 9/5/2014 1 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: Nguyễn Hữu Thành GVHD: