理化学研究所 重イオン核物理研究室 馬場 秀忠 ユビキタス検出器(仮称) 理化学研究所 重イオン核物理研究室 馬場 秀忠
理研RIPSでの実験 実験期間 2000年ごろ 2005年では 準備1週間 実験1週間 片付け2~3日 ADC 300chぐらい すべてのケーブル&モジュールを1週間で組み立て、2日で片付けなければならない 実験期間 準備1週間 実験1週間 片付け2~3日 2000年ごろ ADC 300chぐらい 2005年では ADC 1000chぐらい BNC/Lemoケーブル1万本以上?!
様々な検出器&回路たち 実験毎に使う検出器はまちまち 使う回路も実験毎にいろいろ 目的に最適なセットアップをアレンジ 当然、回路系も毎回ゼロから構築 使う回路も実験毎にいろいろ
次期加速器RIBFでは 大強度不安定核ビーム 様々な実験スタイル 長いビームライン フレキシブルで高性能で扱いやすいDAQが欲しい 様々な速度のビーム 様々な実験スタイル 様々な実験装置(マグネットや蓄積リング) 様々な大規模検出器たち 長いビームライン フレキシブルで高性能で扱いやすいDAQが欲しい
コンセプト 構想段階で具体的なものは何も出来ていません! 検出器1つ1つが自律する 高性能である フレキシブルである 自己のログをもつ インテリジェンスを持つ 自己キャリブレーション&出力が物理量 高性能である ほぼDead Time Free ネットワーク分散 フレキシブルである USBみたいにPlug & Play 自己のログをもつ 電圧の値などを記憶
ユビキタス検出器(仮称)の中身 検出器ごとの物理量変換のアルゴリズムはStudy HVモジュールも組み込めるとよい Timing ネットワークへ Timing Energy Position etc… 検出器からの信号 較正、ログ、最適電圧‥ 検出器ごとの物理量変換のアルゴリズムはStudy 要求されるFADCのスペックは? 自己でキャリブレーションする仕組みを組み込む HVモジュールも組み込めるとよい
ユビキタス検出器(仮称)の利点 検出器が自律しているので、ネットワークにつないだ段階で即使用可能(Plug&Play) 単体で 回路の数を激減 まとめて 統括装置 検出器が自律しているので、ネットワークにつないだ段階で即使用可能(Plug&Play) 出力が物理量なので、解析手間が省ける 物理量にゲートをかけてトリガーを作ることも可能 処理の遅い回路を使用しない→Dead Time Free
Digital MemoryでDead Time Free 新しい計測の試み 波形 or 物理量をRAMに保存 信号を即座に物理量に変換する TimingとAnalogに信号を分けなくていい RAM FPGA FADC Physical Value RAM FPGA Trigger Trigger
ほぼDead Time Freeはいけるのか 検出器が耐えうるRateとの関係は? PileupはDAQで判別すべき 速度の違う粒子が混ざり合うと、サイクロトロンの周期以上にランダム化 FADCのDead Timeって? 基本的にはDead Time Free? RAMは300~400 MHzが主流 PCの場合
Analog情報を得るために Digitalで積分するなり、Shapingするなりすれば容易にAnalog情報は得られる
Timing情報を得るために 必ずしも早いClockが必要なワケではない FADCでも十分な分解能がでる可能性 全体にT0を配信 DigitalでL.E.やCFD Timingを作る 全体にT0を配信 単なる矩形波じゃなくて、例えば三角波にする T0 RF or Start T0 FADC Digital CFD T Detector
完成予定 2007~2010年ぐらいにはできていたい チャンネルあたりの価格は? 理研RIBFだけでなく、他の施設へも 数十万で出来ないかと期待 理研RIBFだけでなく、他の施設へも