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三鷹 FX 相関器 . PC-VLBI システム . 三鷹 FX 相関器互換の ソフトウェア相関処理システムの構築 3. 木村守孝、小山泰弘、関戸衛 ( 情報通信研究機構 ) 小林秀行、川口則幸、小山友明、原哲也 ( 国立天文台 ). 三鷹 FX 相関器. ソフト相関器. VERA 用ソフトウェア相関器 開発目的. 維持が困難に. 新相関器へ移行. PC-VLBI システム . VERA 用ソフトウェア相関器要求仕様. 相関処理の流れ ~全体図~. VERA 観測スケジュール (VEX). VERA 遅延情報ファイル (CODA). - PowerPoint PPT Presentation
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三鷹 FX 相関器互換のソフトウェア相関処理システムの構築
3
木村守孝、小山泰弘、関戸衛 ( 情報通信研究機構 ) 小林秀行、川口則幸、小山友明、原哲也 ( 国立天文台 )
三鷹 FX 相関器 PC-VLBI システム
VERA 用ソフトウェア相関器 開発目的
三鷹 FX 相関器
年代 1990 年代 1997 年 2002 年 2005 年 20xx 年
VSOP 計画 相関器設計 運用開始 本格運用 運用終了
VERA 計画 運用開始 本格運用
大学連携 運用開始
ソフト相関器
維持が困難に
新相関器へ移行
VERA 用ソフトウェア相関器要求仕様
相関局数 5 局同時相関(実装的には制限なし) (参考:三鷹 FX 最大 5 局)
相関処理形式 ソフトウェア FX 型(相互相関 & 自己相関)相関処理速度 1Gbps/5 局観測時に 0.5 倍~ 1.0 倍速程度(実測値: 1 ~ 2
倍)処理可能形式 VERA 、 Galaxy 、 K5/VSI 、 K5/VSSP 、 Mark-V 、
( VSOP 、 K4 )相関出力形式 CODA 形式、( FITS 形式)分光点数 1k‐64k 点程度 (参考:三鷹 FX 16k 点&総出力数 1k 点)
相関出力速度 1 ~ 100Hz 程度 (参考:三鷹 FX 最大 40Hz ) サイズ 標準ラック 1 本追加機能 多ビーム観測対応、混合相関対応、…
PC-VLBI システム
相関処理の流れ~全体図~
GICO3用観測&相関
スケジュール
VERA遅延情報ファイル
(CODA)
VERA観測スケジュール
(VEX)
GICO3用遅延情報ファイル
GICO3相関処理プログラム
VERA観測テープ
( DIR-1000 )
GICO3用観測データファイル
GICO3用相関処理結果ファイル
フォーマット変換 (vex2sc) フォーマット変換 (tau2geo) ディスクへコ ピー
VERA相関処理結果ファイル
(CODA)
フォーマット変換 (cor2dat)
VERA解析系ソフト
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<terminal name=“VERA-01” ><speed>0256000000</speed><channel>02</channel><bit>2</bit><level>-1.5,-0.5,+0.5,+1.5</level></terminal> <terminal name=“VERA-07” ><speed>0032000000</speed><channel>16</channel><bit>2</bit><level>-1.5,-0.5,+0.5,+1.5</level></terminal>
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</schedule>
相関処理の流れ~ GICO3 用スケジュール(XMLファイル)の作成~
相関処理の流れ~幾何学的遅延ファイルの変換~
tau2geo –in=MIZNAO20.A.tau --out=MIZNAO20_2003328013400_A-Beam.geotau2geo –in=MIZNAO20.B.tau --out=MIZNAO20_2003328013400_B-Beam.geotau2geo –in=IRIKI.A.tau --out=IRIKI_2003328013400_A-Beam.geotau2geo –in=IRIKI.B.tau --out=IRIKI_2003328013400_B-Beam.geo tau2geo –in=OGASA20.A.tau --out=OGASA20_2003328013400_A-Beam.geotau2geo –in=OGASA20.B.tau --out=OGASA20_2003328013400_B-Beam.geo tau2geo –in=ISHIGAKI.A.tau --out=ISHIGAKI_2003328013400_A-Beam.geotau2geo –in=ISHIGAKI.B.tau --out=ISHIGAKI_2003328013400_B-Beam.geo
CODA システムから
DMS-24
相関処理の流れ~磁気テープからファイルへのコピー~
DIR-2000 1Gbps
VSIInterface
PC-VLBIDisk-Array
GICO3 用 スケジュール
観測局 -A #1 観測局 -A #2 観測局 -B #1
観測局 -Z #2
時刻情報
VERA制御ソフト
観測局 -B #2 観測局 -C #1 観測局 -C #2
ファイル化方針 同一時刻の全観測局のデータをひとつの PC-VLBIへ 利点ローカルディスクで相関処理可能(ネットワーク転送は不要)個々のPC -VLBI で全基線相関処理を独立に実行PC-VLBI 数に相関処理速度は単純に比例
相関処理の流れ~相関処理~
プロセス番号 記録開始時刻 時間長 [ 秒 ]
No0001 2003/328 01:34:00 3960
No0002 2003/328 03:11:00 3360
No0003 2003/328 04:25:00 3960
No0004 2003/328 05:49:00 3960
合計 15240(254 分 )
gico3_corr --schedule=schedule.xml –cor-file=./cor-file –multi=8
(VERA -1 4 局 /4 巻分 /8192 点 /1Hz )
CPU 使用率
使用した PC のスペック
約 1000 分
Mother SuperMicro X7DBE
CPU Xeon X5355(4-core/2.66GHz)×2
Memory
2GB×2
Raid HighPoint RR2340 (SATA 0.5/1TB×16)
×9 台PC9 台での分散相関処理速度
三鷹FX相関器 三鷹FX相関器
三鷹FXとの相関処理の一致度 振幅観測局 : VERA4 局
観測データ : 2003/328 01:34:00-02:40:00観測天体 : 3C345/NRAO512 (2 ビームモード )観測モード : VERA-1(A-beam:256Msps/2bit ×1ch 、 B-beam:256Msps/2bit×1ch ) 積分時間 : 1 点当たり 8 秒
三鷹FXとの相関処理の一致度 位相
周波数: 22.227GHz
三鷹FXとの相関処理の一致度 郡遅延
三鷹FXとの相関処理の一致度 SNR
まとめ ソフトウェア相関処理によるVERA相関処理系を構築 PC9 台の使用で VERA-1 、 VERA-7 共に三鷹FX相関器を上回る処理
速度 VERA-1 処理での相関処理結果は三鷹FXとほぼ一致 マルチビーム処理や混合相関処理を実装
定常運用フェーズへ移行中
PC-VLBI システム
混合相関処理~現在進行中~
鹿島 -34m -岐阜 -11m - 岐阜 -11m -
ソフトウェア分光計で 8 秒積分@ 1M 点分光 デジタル分光計で処理
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</schedule>
混合相関処理のスケジュール(仮)
赤: VERA4局 青: ADS1000+PC-VSI
VERA と大学連携との混合相関処理機能
観測日時 2007 年 11月 19日 11 時~ 24 時( JST )観測局 VERA(4 局 ) 、鹿島 -34m 、岐阜 -11m
記録システム 256Msps/2bit/2ch@VERA
512Msps/2bit/1ch@鹿島→実時間伝送→三鷹で 1Gbps 記録1024Msps/2bit/1ch@岐阜→実時間伝送→三鷹で 2Gbps 記録
観測周波数帯 21971MHz ~ 22483MHz (下図参照)観測天体 3C446/J2218-03 、 W49N 、その他数天体
128MHz USB
128MHz USB
256MHz USB (512Msps/2bit)
512MHz LSB (1024Msps/2bit)
22227MH z 22483MH z
VERA4 局
鹿島 34 m局
岐阜 11 m局
21971MH z
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プロセス毎にローカル定義も可能
VERA System GICO3 System
DIR-20001Gbps
VERAFormat
VSIInterface
VSIFormat
PC-VSIDisk-Array
DualEther
Gig
a-bit E
ther S
witch
ing
Hu
b
DIR-20001Gbps
DIR-20001Gbps
VERAFormat
VSIInterface
VSIFormat
PC-VSIDisk-Array
DualEther
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VERAFormat
VSIInterface
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PC-VSIDisk-Array
DualEther
DIR-20001Gbps
DIR-20001Gbps
VERAFormat
VSIInterface
VSIFormat
PC-VSIDisk-Array
DualEther
DIR-20001Gbps
DIR-20001Gbps
VERAFormat
VSIInterface
VSIFormat
PC-VSIDisk-Array
DualEther
DIR-20001Gbps
システムの構成
5局相関処理システム
5 局相関処理システム構成
DIR-20001Gbps
VSIInterface
PC-VLBIDisk-Array
DIR-20001Gbps
VSIInterface
PC-VLBIDisk-Array
DIR-20001Gbps
VSIInterface
PC-VLBIDisk-Array
DIR-20001Gbps
VSIInterface
PC-VLBIDisk-Array
DIR-20001Gbps
VSIInterface
PC-VLBIDisk-Array
ノンブロッキング型スイッチングハブ
制御用 PC
GALAXY光伝送
装置
VLBI 局 汎用ネットワーク
GbE
三鷹FXとの相関処理結果~まとめ~
三鷹 FX と GICO3 の差を 3960 秒平均化したもの
相関振幅 3C345 / NRAO512 +0.0003987 / +0.0000976 [%]
相関位相 3C345 / NRAO512 +7.452 / +8.499 [Deg]
郡遅延 3C345 / NRAO512 +0.00141 / -0.00316 [Sample]
SNR 3C345 / NRAO512 +0.0729 / +0.01293 [σ]
振幅、郡遅延、 SNR はほぼ一致 相関位相は8度程度、 2 ビーム間では約 1 度の差
混合相関処理方法 実数変換量子化ビットの差 を吸収
N-FFT
LSB-USB 変換時系列データに{ +1,-1,+1,-1…} を乗算する
実数変換量子化ビットの差 を吸収
M-FFT
LSB-USB 変換時系列データに{ +1,-1,+1,-1…} を乗算する
周波数
周波数
相関出力