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J-PARC K1.8のMWPCおよびデータ収集系
東京大学 高橋智則outlineoutline
MWPC核理研での実験現在 状況
KEK 高橋俊行, 関本美知子, 成木恵, 五十嵐洋一,現在の状況
J‐PARC HD DAQ概要
KEK 高橋俊行, 関本美知子, 成木恵, 五十嵐洋 , 仲吉一男, 池野正弘, 谷口敬
東北大学 塚田暁, 丸田朋史, 三輪浩司, 白鳥昴太郎, 細見健二, 三森雅弘, 馬越
核理研 石川貴嗣, 鈴木耕拓概要Hardwaretrigger & tag distributor
核理研 石川貴嗣, 鈴木耕拓岐阜大学 鵜養美冬京都大学 永江知文, 岡村敦史, 平岩聡彦RCNP 野海博之理研 板橋健太, 岡田信二
Software
理研 板橋健太, 岡田信JINR Petr Evtoukhovitch
2007/11/27 秋保研究会 1
J‐PARC K1.8 Beamlineと位置検出器
K−/π− ~6.9MS2大強度の中間子ビームを用いた
ハイパー核の研究
ProductionTarget Electrostatic
BeamSpectrometer
FF
TargetSeparators
Spectrometer
Δx = 0.2 mm (RMS)Δp/p=3.3x10−4(FWHM)位置検出器 → MWPC
A : 15μmφ Au‐W/Re(3%)Phase1 Phase2
K- @FF/spill 1.2 M 6.6 M
A : 15μmφ Au W/Re(3%)A‐A 1 mm pitch (<200kHz/wire) Δx = 0.3 mm (RMS)
アノード 256本, tilt 0°,±15°A‐C 3 mm /spill
/sec1.2 M2.0 M
6.6 M11 M
K/π @FF 6.9 7.9h d@MS2
A C 3 mm
Read‐out•ASD charged@MS2
/spill/sec
>6.5 M>11 M
>33 M>55 M
ASD•COPPER•FINESSE encoder
Beam test @ LNS GeV‐γ
e+γ ビーム中心での計数率~350Hz/mm~10kHz/mm
Collimator (φ50 mm)
0 /
MWPCS1
MWPC
trigger counter [mm]
0 50 100 150 200 250
S2
gg [mm]
Si l t は
U type (15°tilt)12 5μm 15μm
Singles rate はJ‐PARCでの <1/10
12.5μm, 15μmAr+ i‐C4H10 (80:20)
核理研で用いたReadout system, DAQ
MWPC
→ ASD 32ch /card (SONY ASD τ 80 nsec) × 16 台→ ASD 32ch./card (SONY ASD τ=80 nsec) × 16 台
→ COPPER 4 台(FINESSE 32ch. MWPC encoder 4 台), GP‐IOなし
H d (K1 8用のBH1 AC)Hodoscope (K1.8用のBH1,AC)
→ CAMAC : ADC,TDC, scaler(crate controllerにはCC/NET)
FINESSEFINESSE
COPPER
FINESSE
COPPER
FINESSE
COPPERCOPPER
Event BuilderRecoderPC
512ch~1500chのうち
MWPCFINESSEFINESSEFINESSE
FINESSEFINESSEFINESSE
FINESSEFINESSEFINESSEFINESSE
FINESSEFINESSEFINESSE
etc.MWPC
FINESSEFINESSE
T
LANTrigger counter CAMAC
CC/N
ET
scaler
TDC
ADC
gg~70ch
FINESSE MWPC encoder• 100 MHz sampling100 MHz sampling
time
trigger
offset
gate[mm][ ]
180
12
position
60
120
timing
0 [nsec]1000 2000
[wire index]
200
250
150
50
100cluster size
[nsec]0 500 1000 1500 2000 2500
0
Cluster rise time の分布 [nsec]Cluster rise‐time の分布
5000 100 200 300 400
2007/11/27 秋保研究会 6
[nsec]5000 100 200 300 400
Efficiency, Cluster size100
U 15 μm
ncy [%
]100
80
60350Hz/mm
Max
Efficie
20
40
6010kHz/mm
•2.6kVで~100%•Cluster size = 1が殆ど
0
20
H V [kV]2 32.2 2.4 2.6 2.8
ary)
100
8070
90
H.V. [kV]
(arbitra
20
40
60
30
50
70
2 32.2 2.4 2.6 2.80
2010
H.V. [kV]
2007/11/27 秋保研究会 7
[ ]
2.8kV クラスタ内で最初に鳴ったワイヤその隣隣の隣隣の隣
wire
time
2000 100 [nsec]
最初に鳴 たワイヤ最初に鳴ったワイヤー→ 通過セルの絞り込み
2007/11/27 秋保研究会 8
核理研でのテスト後MWPCMWPC• 放電でカソードが損傷する (蒸着金属の剥離・孔)
– カソード材質の変更– カソ ド材質の変更アルミ蒸着アラミド → カーボン‐インク マイラー
DAQ event build 失敗• イベントのタグ付けが重要• イベントのタグ付けが重要• COPPERのsoftware event counter の上書き →E t b ild のバッファ初期化ミス → 済
済
• Event builder のバッファ初期化ミス →• FINESSE Encoder の firmware のバグ →
済
?
2007/11/27 秋保研究会 9
HD DAQ h i i
counting room
PCschematic viewPC
PCPC
PCPC
Exp. HallData
Message
COPPER
PC
TKOVMECPU
CAMACTKO
VMETKO
CPU
TriggerTag
MTMLogic device
(NIM or VME)
Tagbusy
2007/11/27 秋保研究会 11
(NIM or VME)
TEND MTM (switch・LED類は省略)
F t ltrigger 1 request
trigger 2trigger 1
Front panel
trigger 1 clear
Busy 1
Busy 2
trigger 1trigger 2
trigger 1 cleary
Gate 1
Gate 2
Event number reset
trigger 1 clearSpill number increment
FANOUTEvent number reset Spill number reset
R d 1
MTMEvent number counter 12 bit Spill number counter 8 bitSpill number increment
or RM
tag
Reserved 1
Level 1 trigger
Level 2 trigger B C
Reserved 1
Level 2 trigger
Busy All
Self Busy
Busy CReserved 2
2007/11/27 秋保研究会 12
Reserved 2
trigger & event number distributionM t t i d l (MTM) による中央管理された t d tMaster trigger module (MTM) による中央管理された tag dataEvent number 12 bitSpill number 8 bit
各クレートに1台 receiver module を用意し、tagをバスに見せる
MTMCOPPER‐RM (GP‐IO & mezzanine card)TKO‐RMについてはKEKエレキグループにて開発中についてはKEKエレキグル プにて開発中
MTMとは独立に、モジュール毎にもlocal counterを回しておく
COPPERFINESSE counterCPU software counterCPU software counter
TKOVME‐CPU software counter
2007/11/27 秋保研究会 13
Tag にずれがあるかをチェック
COPPER & GP‐IOdefault SKSdefault SKS
System clock System clock
Trigger Trigger
VME‐Bus
8 bit
Gate Spill Tag0
Fast clear Spill Tag1
P0
Event Tag0 Event Tag0
Event Tag1 Event Tag1
Event Tag2 Event Tag2Event Tag2 Event Tag2
Busy Busy
P0P0
2007/11/27 秋保研究会 14
このmezzaine cardはTEND用ではありません
Network DAQ Data-Path
DAQ nodeconnection
RecordingProgramDAQ node
DAQ node
DAQ node
PartialEvent
Builder Centralconnection
Event
g
DAQ node CentralEvent
BuilderPartialEvent
e tdistribution
buffer
Builder
Server/Client design
Analysisprogram Data
Displa
IPC via TCP/IP
Server/Client design Display
Rootserver client
C (ISO/POSIX)
RootC++ (ISO/POSIX)Analysis:ROOTUI:Python (Tk)
DAQ node processes
Data reading process
DATAReadingthread
RingBuffer
DataSendingthread Server
li tead listen
Hard w
ar
Control thread
msgd
re
msgd
WatchDog
UDP
DAQ node
hardware から data を読み込み Event builder にデータを送るhardware から data を読み込み Event builder にデータを送る。
制御 COMMAND ではなく、connection による動作を基本とする。
COPPERの場合
Data reading process inetd (xinetd)Binary dataを
stdout
ti の処理は
Binary dataを標準出力に書き込むだけ
connectionの処理はinetdがやってくれる
Hard w
ar
msgd
re
msgd
WatchDog
UDP
DAQ node
hardware から data を読み込み Event builder にデータを送るhardware から data を読み込み Event builder にデータを送る。
制御 COMMAND ではなく、connection による動作を基本とする。
Event Builder
RingBuffer
Data readingthread
Event builderprocess
RingBuffer
Data sendingRing
Data readingthread Event
buildingRing
Buffer
Data sendingthread
RingBufferData reading
threadServerlisten
buildingthread
RingBuffer
Data readingthread Control thread
Messaged
Event builder
•ネットワーク上の DAQ node から data を集 daemonネットワ ク上の DAQ node から data を集めて event build を行う。
•複数の Reader thread, Builder thread, S d th d C t ll th d の協調動Sender thread, Controller thread の協調動作で構成される。
Event DistributorEventbuilder から event data をもらい、Recoder process, Monitor process に data を振り分ける。
Reader thread, Builder thread, 二種類の Sender thread (Recoder Sender / Monitor Sender), Controller thread の協調動作で構成される。
Recoder Sender, Monitor Sender それぞれ一つづつ受け付け port をもつ。
RecDataServer
RecorderClient list
Recorder
Read from EB
RecDataSenderRing
Buffer
ReaderMonitor
Client list
MonitorMonDataServer MonDataSender
Message path• 上位 message daemong
– Slave host のリストを持ちコネクションの開始、管理を行う。
– 一つのコネクションを制御用 (master port) に持つ。
– 複数のコネクションを 被制御用 (slave port) に持つ。
– Master port からの message は全ての slave port に伝えられる。
– Slave port からの message は master port に伝えられる。
• 各々の計算機に 1つずつ message daemonが存在する。
Command (START/STOP)の送信スレッドの状態を監視
msgd
DAQ processcmsgd Controller
スレッドの状態を監視
msgdDAQ node
msgd
DAQ process
DAQ nodeDAQ processmsgd
msgdDAQ node
msgd
DAQ process
DAQ d
Eventbuilder
Eventdistributor Recorder
msgdDAQ node
まとめMWPCMWPC核理研で実験Event build 失敗カソード変更
DAQの紹介Q 紹介Trigger/tag/busyの処理のためのモジュールを開発中Distributor, receiver
Software
今後の予定今後の予定2月頃にもう一度MWPCを核理研でテストCOPPER & GP‐IO, TKO & RM, MTM
2007/11/27 秋保研究会 22
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