佐藤構二、武内勇司 TA 2名 素粒子実験研究室 連絡先

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1 佐藤構二、武内勇司 TA 2名 素粒子実験研究室 連絡先 ksato@hep.px.tsukuba.ac.jp
プログラマブルICによる論理回路設計 佐藤構二、武内勇司 TA 2名 素粒子実験研究室 連絡先

2 どういうモノを使うか？ Raspberry Pi (I/Oピン付のPC) CPLD ボード
Complex Programmable Logic Device このICの動作・機能をわれわれが設計し、焼きこんで使う。

3 どうしてCPLDを使ってみたい？ 面白そうだから。 近年、こうしたカスタムICの性能も上がり、安価にもなった。 Raspberry Pi
(I/Oピン付のPC) CPLD ボード Complex Programmable Logic Device このICの動作・機能をわれわれが設計し、焼きこんで使う。 素粒子、原子核実験では、実験グループが独自に電子回路を開発する場合が多い。

4 たとえば、こんなことが簡単にできる 動画をみせる

5 今見せたカウンターの実装 昔ながらのICを4個配線して実装 CPLDを使って実装
CPLDのようなカスタムICを使用すると、電子回路をコンパクトに作成できる。

6 CPLDを使って 宇宙線ミューオンを観測したい
実験３　素粒子テーマでは、宇宙線として降ってくるミューオン（ミュー粒子）を観測している。

7 ミューオン寿命測定の回路 実験３：複数のNIMモジュール CPLD Raspberry PiでPCを代用 483mm

8 テーマの概要 テーマの特徴 本年度はじめて開講するテーマ 一緒に試行錯誤しながら進める 予備知識がない人でも一緒に勉強できます。 内容
論理回路は現代社会のさまざまな場面で利用されている。近年、ユーザが内部論理回路を設計・変更できるICが広く利用できるようになり、論理回路設計が便利に行えるようになった。本課題では、こうしたコンフィギュラブル・デバイスであるCPLD(Complex Programmable Logic Device)を利用した論理回路設計の仕方を勉強し、 実践する。最終的には、CPLDを使用して、宇宙線ミュー粒子を観測することを目指したい。 受入可能人数：6名 ラップトップPCを持っている人が多く混ざっていると助かります。

9 バックアップ

10 Linux on Raspberry Pi

11 I/O on Raspberry Pi

12 寿命測定原理2 二次宇宙線のμ粒子を金属板のストッパーに捉え,t=0とし,そのμ粒子の崩壊でできた電子(陽電子)を観測した時刻をtdecayとする. 高エネルギー陽子 宇宙 荷電粒子が通過すると信号を出す検出器 大気 p π- π＋ “突き抜け”μ粒子に対しては,Startはかからない. μ- μ Start ストッパー Stop 突き抜け