DAQ-Middlewareの開発環境と 適用事例

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1 DAQ-Middlewareの開発環境と 適用事例
22pDL-11 DAQ-Middlewareの開発環境と 適用事例 千代浩司A,F、濱田英太郎A,F、井上栄二A,F、長坂康史B,F、味村周平C,F、神徳徹雄D,F、安藤慶昭D,F、和田正樹E 高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所A　 広島工業大学B 大阪大学C 産業技術総合研究所D （株）Bee Beans TechnologiesE Open-ItF

2 もくじ DAQ-Middlewareの概要 動作環境 適用事例 今後の予定 Scientific Linux 7のサポート
ファイルシステムext2, ext3, ext4, xfsの比較 適用事例 今後の予定 日本物理学会 (22pDL-11)

3 DAQ-Middlewareとは ネットワークベースのDAQソフトウェアフレームワーク ターゲット
データ収集パス ランコントロール（スタート、ストップ、ポーズ、レジューム） ターゲット 中小規模実験 センサー、エレクトロニクスのテストベッド Robot Technology Middleware (RTM) の産総研での実装OpenRTM-aistをベースに使用している。 日本物理学会 (22pDL-11)

4 XML mod_python mod_wsgi
使用するコンポーネントを指定 コンポーネント間接続情報 パラメータ User Interface PC HTTP Server XML Daq Operator Command/Status System Configuration mod_python mod_wsgi DaqOperator: DAQコンポーネントへスタートストップなどのランコントロール指示を出す PC Logger ・ Gatherer Dispatcher Monitor Detectors Read-out modules Online Monitoring 単機能なDAQコンポーネントを複数 組み合わせてデータ収集パスを作る。 　　　　　　　DAQ-Middlewareで提供するパス（ネットワーク接続） 　　　　　　　リードアウトモジュール - gatherer間はネットワークだったり 　　　　　　　その他だったりする（リードアウトモジュールによる） 日本物理学会 (22pDL-11) 4

5 + = DAQコンポーネントと構成例 DAQ-Middlewareが提供 ユーザーが書く DAQコンポーネント構成例
InPort OutPort Service Port (command/status) Logics (for data handling) Data + = DAQ-Middlewareが提供 ユーザーが書く DAQコンポーネント構成例 Dispatcher Logger Monitor DaqOperator Gatherer オンラインモニターしながら データを保存 Logger DaqOperator Gatherer モニターなしにデータのみ保存 Monitor DaqOperator Gatherer データセーブなしでオンライン モニターする Data Command/Status 日本物理学会 (22pDL-11)

6 DAQコンポーネント特徴のまとめ Flexibility Reusability Network-transparent
InPort OutPort Service Port (command/status) Logics (for data handling) Data READOUT Network User A Repository Reusability Flexibility Reuse Development Autonomous Component model Network-transparent reusabilityの注：DAQ-Middleware配布物に入っているサンプル的DAQコンポーネントをもとに簡単な改造で実験に適したものを作ることができる。 User B 日本物理学会 (22pDL-11)

7 動作環境 Linux バイナリパッケージがあるもの その他動作を確認したLinuxディストリビューション
Scientific Linux 5.x、6.x (32bit, 64bit)、7.x (64bit) Ubuntu LTS (32bit, 64bit)、14.04 LTS (32bit, 64bit) インストールプログラムファイルをダウンロード、実行でセットアップが完了 その他動作を確認したLinuxディストリビューション Fedora 20 Arch Linux 日本物理学会 (22pDL-11)

8 Scientific Linux 7のサポート
SL7でデフォルトファイルシステムがext4からxfsへ ext4と比べて劣化がないかwrite()にかかる時間を測定 最大スループット 120MB/s のディスクで計測 ワークロード 32kB write() us sleep の繰り返し (平均80MB/s) 4MB write() + 50 ms sleepの繰り返し (平均 80MB/s) 10GB分書いて終了 write()にかかった時間を計測 fsync()はしない ファイルシステムパラメータはデフォルトのまま Cで書いたプログラムを使用 日本物理学会 (22pDL-11)

9 Scientific Linux 7.0 (32kB、400us sleep)
ext2 ext3 ext4 xfs 日本物理学会 (22pDL-11)

10 Scientific Linux 7.0 (4MB, 50ms sleep)
ext2 ext3 ext4 xfs 日本物理学会 (22pDL-11)

11 DAQ-Middleware側で特に対策を要することはなかった DAQ-Middlewareで提供しているバッファ数を少なくすることができる
ext4と比べてxfsは特に劣化はない 遅延という面からはむしろxfsが有利 DAQ-Middleware側で特に対策を要することはなかった DAQ-Middlewareで提供しているバッファ数を少なくすることができる Logger Gatherer disk write logic 日本物理学会 (22pDL-11)

12 DAQ-Middlewareが使われている実験、センサーテスト
CANDLES (double beta decay, 神岡地下実験室） J-PARC/MLF (中性子、ミュオン) DAQ system of Depth-resolved XMCD (KEK PF) J-PARC Hadron E16 (High P) (21aCF-13) SuperNEMO 検出器テストベッド ILC CCD Vertex (KEK,東北大学) J-PARC Hadron COMET Roesti CDC (22pDL-3) ADC_SiTCP NMEM STRIPIX 印刷技術を用いた集積回路一体型ガス 2次元測定器 (21pCF-7) 液体アルゴンTPC (22pDF-9) GEM (KEK 測定器開発室) SOI (KEK 測定器開発室) 日本物理学会 (22pDL-11)

13 今後の予定 一部DAQコンポーネントの意図しない停止後の状態を改善 機器制御機能の強化 現状はシステム全体が停止する
→　データ収集を続けるかどうか選択可能にする 機器制御機能の強化 Dispatcher Logger Monitor DaqOperator Gatherer Dispatcher Logger Monitor DaqOperator Gatherer 日本物理学会 (22pDL-11)

14 サマリー DAQ-Middlewareの概要 動作環境 適用事例 今後の予定 URL: http://daqmw.kek.jp/
データパス、ランコントロールの機能を提供 データパスはDAQコンポーネントをネットワークで接続することで形成 動作環境 ext2, ext3, ext4, xfsの比較 適用事例 今後の予定 DAQコンポーネントの意図しない停止に伴うシステム状態を選択可能に 機器制御機能の強化 URL: 日本物理学会 (22pDL-11)