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J-PARC ハドロンE16実験への適用
高エネルギー加速器研究機構
素粒子原子核研究所
濱田 英太郎
2014/9/3 2014年度 DAQミドルウェアトレーニングコース@KEK 1
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はじめに
J-PARC E16実験で適用されるDAQシステムを紹介します
DAQミドルウェアの使い方や特徴を知ってもらい、明日以降の実習や今後の
DAQシステム開発等に役立たせたい。
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目次
• J-PARC E16実験について– 概要
– データフロー
– この実験で使われるDAQミドルウェアのコンポーネント構成
• デモ① 4つの基本コンポーネントを用いたシステム
• デモ② 8つのコンポーネントを用いたシステム
• デモ③ 実際に実験で用いられるシステム（一部）
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E16実験とは
2014/3/30 日本物理学会 4
• 茨城県東海村 J-PARCハドロン実験施設で2年後開始予定
• ベクトル中間子の質量変化現象を高統計・高分解能で測定
• Gas Electron Multiplier (GEM) Tracker
→磁場中でのe-e+の飛跡を測定し、運動量を求める
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UDP
データフロー
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APV
ADC/FECデータ収集用コンピュータ（daq-middleware）
GEM
約750枚 約50枚
450MB/sのデータ量（6秒サイクル、1サイク
ルのうちデータが流れるのは2秒間）
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複数台
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データフロー
6
APV
ADC/FECデータ収集用コンピュータ（daq-middleware）
GEM
約750枚 約50枚
450MB/sのデータ量（6秒サイクル、1サイク
ルのうちデータが流れるのは2秒間）
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複数台
もう少し、詳しく説明すると・・・
UDP
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2種類のPC
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・・・
・・・
機能・データ収集・データ保存・フィルタリング
機能・モニタリング
ADC/FEC
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復習：DAQコンポーネント
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DAQコンポーネントを組み合わせてDAQシステムを構築する。 上流からのデータを読むにはInPortを読む。
データを下流に送るにはOutPortに書く。 DAQコンポーネント間のデータ転送機能はDAQ-Middlewareが提供する
ユーザーはコアロジックを実装することで新しいコンポーネントを作成できる。コアロジックの例：
リードアウトモジュールからのデータの読み取りロジック ヒストグラムの作成ロジック
InPort OutPort
Service Port
(command/status)
Logics (for data handling)
Data
InPort OutPort
Service Port
(command/status)
Logics (for data handling)
Data+ =
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復習：DAQコンポーネント構成例
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Dispatcher
Logger
Monitor
DaqOperator
Gatherer
Data
Command/Status
Dispatcher
Logger
Monitor
DaqOperator
Gatherer Filter
Monitor
DaqOperator
Gatherer
データセーブなしでオンラインモニターする
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2種類のPC
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・・・
・・・
機能・データ収集・データ保存・フィルタリング
機能・モニタリング
ADC/FEC
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コンポーネント構成
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・・・
・・・
機能・データ収集・データ保存・フィルタリング
機能・モニタリング
Gatherer
Gatherer
Gatherer
・・・
Merger Dispatcher
Logger
Filter
PC１（データ収集、保存用）
ADC/FEC
ADC/
FEC
後段のPCへ
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コンポーネント構成
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・・・
・・・
機能・データ収集・データ保存・フィルタリング
機能・モニタリング
ADC/FEC
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コンポーネント構成
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・・・
・・・
機能・データ収集・データ保存・フィルタリング
機能・モニタリング
ADC/FEC
・・・
・・・
Merger Eventbuilder
Monitor
前段のPC
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コンポーネント構成
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・・・
・・・
機能・データ収集・データ保存・フィルタリング
機能・モニタリング
ADC/FEC
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デモンストレーション
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小さなシステムから徐々に大きくしていきます
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エミュレータの使用
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エミュレータの使用
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ADC/FECボードと同様のデータ
フォーマットのデータを送信するエミュレータを利用
エミュレータ
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ネットワーク 外略図
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エミュレータ
エミュレータ
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デモ① 4つの基本コンポーネントを用いたシステム
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エミュレータ
エミュレータ
データが流れている
データが流れていない
udp
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デモ① テストデータの確認
tcpdumpコマンドで確認
tcpudmp –n –i eth8 udp
ncコマンドで確認
nc –lu 192.168.10.2 6001 > data
数秒後Ctrl-Cで停止させて
hexdump –Cv data
でダンプして中身をみる。
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デモ① 4つの基本コンポーネントを用いたシステム
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エミュレータ
エミュレータ
データが流れている
データが流れていない
udp
※Loggerは内部のHDDに保存※Monitorは受け取ったデータの一部の値を表示
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デモ① 4つの基本コンポーネントを用いたシステム
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デモ② 複数のエミュレータからデータを受け取るシステム
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エミュレータ
エミュレータ
データが流れている
データが流れていない
udp
※GathererとMergerを追加※Loggerは内部のHDDに保存※Monitorは受け取ったデータの一部の値を表示
Gatherer
Dispatcher
Logger
MonitorGatherer
Merger
エミュレータ
udp
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デモ③ 実際に実験で用いられるシステム（一部）
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Logger
DaqOperator
GathererDevice
Logger
DaqOperator
GathererDevice
DAQ-Componentは、1台の計算機でもネットワーク分散環境でもシームレスな利用が可能
たとえばDAQシステム(PC)の負荷を分散させたい場合、計算機を追加してDAQ-Componentを移すだけで対応できるCPUコアが複数ある現在はPC１台のほうがCPUキャッシュを使えて有利な場合もある。
計算機計算機
計算機 計算機
-ネットワーク透過性 -
