M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I CMS ECAL STAUS REPORT Produzione Cristalli Produzione Moduli Produzione Supermoduli Stato Elettronica

M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I

CMS ECAL STAUS REPORT

• Produzione Cristalli• Produzione Moduli• Produzione Supermoduli• Stato Elettronica• Stato Sistema di Raffreddamento


PRODUZIONE CRISTALLISettembre 2002

• Upgrade tecnologico per lingotti da 65mm (2EB) completato 138 forni adattati nuova macchina di taglio “a filo” in opera

• Consegne secondo schedula 3Q-2002 (in tecnologia 65mm) prima tranche cristalli contratto SCIONIX (ETHZ):2600 ripresa della produzione contratto ISTC: 200 cristalli

• Totale cristalli ad oggi: 11700

• Prossima consegna: 2600 a fine ottobre


PRODUZIONE CRISTALLIProfilo temporale consolidato

Years 2001 2002 2003 2004 2005

Quarters 1Q 2Q 3Q 4Q 1Q 2Q 3Q 4Q 1Q 2Q 3Q 4Q 1Q 2Q 3Q 4Q 1Q 2Q 3Q 4Q

EndCap crystals production in RussiaPotential EEproduction 200 400 400 400 400 1200 3600 4874 3526

EndCapTotalGrand Total

200 400 400 400 400 1200 3600 4874 3526

15000

Assumes 2 crystals per ingot for barrel and endcapAdd 6000 preproduction crystals for Barrel

Barrel TotalGrand total

1500 500 500 200 200 2800 3000 5100 6600 6600 6600 6600 6600 5800 3400 2126

CERN/ISTC #1718- 30’000 barrel Proposed schedule in Sept 2001

1500 1200 2100 2500 2600 1800 2600 2900 2900 2900 2900 2900 1200

New sched. 1500 500 500 200 200 200 400 2500 4000 4000 4000 4000 4000 3200 800

Delievered 1500 500 500 200 200 200 CERN/ETHZ Contract 26’000 barrel Contract SCIONIX 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600 2600

Delivered 2600

Additionnal order for Barrel (37th SM + spares)Potentialproduction 2126


PRODUZIONE MODULISettembre 2002

• Moduli (unità da 400/500 cristalli) in produzione secondo la schedula2002 nei due Centri Regionali CERN (M1,M4) e Roma (M2,M3 ):

SM0 e SM1 completati SM3 in costruzione problemi di immagazzinamento in attesa dei Super Basket

• M2 e M3 trasportati con successo da Roma al CERN Studio dettagliato del comportamento della struttura

• Due moduli ogni 34gg (Produzione Moduli EB completa < 2004) è un ritmo di crociera che richiede la capacità di montaggio di 50 cristalli/gnel corso del 2003

attuale manodopera non sufficiente a raggiungere tale ritmo


operation minutes/crystal

reception, visual inspection 15 ÷ 20

Xtals characterisation (ACCOR)

5 ÷ 6

assemble and char. SubUnits 15 ÷ 16

assemble SubModule 6 ÷ 7

assemble Module 5 ÷ 7

shipping Modules 1

TOTAL 47 ÷ 57

Includes all reception operations : storage, box opening, transfer to working area, etc. 15 min: reset machine before start

25 min: run the RefLy measurement

30 min: start the ACCOR run

70 min (10min/tray): machine control

15 min: stop the ACCOR run

(2days x 2operators)/module

15 min: gluing operation

30 min/3trays: Capucinette

1h/Submodule

(1day x 2operators)/shipping

39 to 48 hours (no contingency) are needed for a daily processing capacity of 50 crystals and related ECAL Barrel Modules components

PRODUZIONE MODULI

6 - 7 operatori necessari a regime


Legend: qualified crystalSubUnitSubModuleSubModule mounted on grid

grid mounted on bench

Moduli in produzione al Centro Regionale ECAL-CMS INFN/ENEA

Moduli gia' spediti al CERN:•SM0/M2

10 Giugno 2002 SM0

•SM0/M3

24 Giugno 2002

SM2/M2 SM2/M3

6L 6L 6L 6L 6L 7L 7L 7L 7L 7L 8L 8L 8L 8L 8L 9L 9L 9L 9L 9L 10L 10L 10L 10L 10L 11L 11L 11L 11L 11L 12L 12L 12L 12L 12L 13L 13L 13L 13L 13L

10 6R 6R 6R 6R 6R 7R 7R 7R 7R 7R 8R 8R 8R 8R 8R 9R 9R 9R 9R 9R 10 10R 10R 10R 10R 10R 11R 11R 11R 11R 11R 12R 12R 12R 12R 12R 13R 13R 13R 13R 13R



















SM1/M2 SM1/M3





















•SM2/M2

290 SottoUnita'pronte

•SM2/M3

in fase di qualifica cristalli

SM2

•SM1/M2

pronto per la spedizione

•SM1/M3

SM1pronto per la spedizione

PRODUZIONE MODULI


modules of SM1, ready for transport

•SM1/M2

•SM1/M3

PRODUZIONE MODULI


PRODUZIONE MODULItrasporto

Test di rottura susingolo sottomodulo

Test vibrazioni su falso modulo


SM0/M2



Trasporto N° 1 Evento: BOL_T1809

Time history 1: Basamento OzTime history 2: Griglia Bz

-3

-2

-1

0

1

2

3

1804 1806 1808 1810 1812 1814 1816

tempo

acc g

Oz

Bz


Monitor:accelerazionitemperaturapressionevisivo


Viaggio N° 1 Evento: BOL_T1809_z Ref : OzRisp: Bz

0.001

0.01

0.1

1

10

0.00E+00 1.00E+01 2.00E+01 3.00E+01 4.00E+01 5.00E+01 6.00E+01 7.00E+01 8.00E+01 9.00E+01 1.00E+02

freq

FR

F

rasporto N° 1 Evento: BOL_T1809 Time history 1: Pianale OzTime history 2: Griglia Bz

Time history 2: Cristalli Cz

-3

-2

-1

0

1

2

3

1808.5 1808.6 1808.7 1808.8 1808.9 1809 1809.1 1809.2 1809.3 1809.4 1809.5

sec

gOz

Bz

Cz


cristalli/pianaleAnalisi dati in corsoMiglioramenti in studio


PRODUZIONE SUPERMODULISettembre 2002

• Inizio produzione a regime dei SM “nudi” prevista per Marzo 2003dipende dalla produzione dei Super Basket

prototipi verificati in specifica consegnati al CERN in Giugno gara per la produzione di serie avviata

• Primo Super Modulo assemblato con successo e senza particolaridifficoltà al CERN in Luglio

• Cruciale per la “vestizione” l’inizio della consegna di elettronica e coolingper Gennaio 2004


PRODUZIONE SUPERMODULI


STATO ELETTRONICA

• Revisione radicale del progetto possibile grazie alla tecnologia radiation hard 0.25m CMOS :

trigger e data storage sul rivelatore read out dei dati solo in caso di L1 OK tre link ogni torre di trigger (25 xl)

Riduzione di un fattore 8 dei data link e semplificazione dell’elettronica off detector, costo stimato del sistema(33MCHF) inferiore al limite di 36MCHF contingenza inclusa

Stesso schemadel TP (1994)


STATO ELETTRONICA

• VFE board: FPPA & ADC (5 cristalli). ADC OK, FPPA problemi (capiti)• FE board: 2 nuovi chip per read out e storage di 5 cristalli, 5 e 25 da disegnare ex novo• Layout e integrazione elettro-meccanica (incluso il raffreddamento) da ridisegnare (partecipazione di Milano)


STATO ELETTRONICASettembre 2002

• The Front-end electronics system has been specified.

• The final design review of the FPPA was successfully completed in June and the chip has been submitted for fabrication with the expectation that it will returned at the end of November 2002

• The AD 9042 ADC will be procured as soon as the FPPA has been successfully tested

• The VHDL code that describes the required functionality of the Fenix chips has been completed and transferred to RAL who have started the design of the ASIC version of the Fenix chip which will be submitted for fabrication in Dec. 2002.

• The design of the FPGA version of the Fenix chip has been completed and the FE board design that will support both versions of the Fenix chips has been completed by RAL. Fabrication of the board will be complete in October 2002.

• The GOL chip is available in prototype quantities, the design of the Opto-Hybrid that houses the laser diodes has started and the Opto-Hybrid connector pin-out has been agreed between all parties


STATO ELETTRONICA

• Although there is every reason to believe, after the successful review in June 2002, that the submitted FPPA will meet to the required performance specification, this very demanding analogue electronics still represents the largest risk to the ECAL project.

• Contingency plans have therefore been approved to develop a backup 0.25µ CMOS amplifier and a low power 40Mhz, 12 bit ADC. Both designs will be ready for fabrication in December 2002 and available for testing in March 2003. The ADC development is done by a specialist commercial firm and will not interfere negatively with the baseline program. If successful, a VFE system in 0.25µ technology could be tested in Q2 2003.

Final Design Review of FENIX ASIC Nov 2002400 Electronics Channels Test (FPGA) Mar 2003400 Final Electronics Channels Test (ASIC) Jun 2003 EE Supercrystals Tested in Beam with EB-FPPASep 2003

Ampio spazio per nuovi collaboratori con esperienza specifica


STATO ELETTRONICA

• Contatti con il management di ECAL hanno portato ad identificare alcuni punti cruciali sui quali il contributo del gruppo di Torino sarebbe di grande rilevanza:– Test FPPA (o successore 0.25 m)– Test VFE board (o successore per 0.25 m)

– Sviluppo nuova VFE per 0.25 m?

– ASIC?

Interesse del gruppo di Torino: C.Biino (I Ric INFN), N.Cartiglia (Ric INFN), F.Marchetto (I Ric INFN), E.Menichetti (P.O.), R.Mussa (Ric. INFN), N.Pastrone (I Ric INFN)

Circa 3 f.e. nel 2003


ELETTRONICA Front-EndTorino

• Test, validazione e calibrazione di parte dei– Preamplificatori

• Sistema di test parzialmente sviluppato da Lyon I• Completamento sviluppo e duplicazione a Torino per test primi 2

supermoduli (strumentazione commerciale+interfacce custom+PC+LabView)

– Very Front-End boards• 3 sistemi: validazione, burn-in,calibrazione• Validazione: mini-crate, schede custom (in buona parte sviluppate) • Burn-in: non preso in considerazione per ora• Calibrazione: mini-rack, schede custom (in buona parte sviluppate)


ELETTRONICA Front-EndTorino

• Disegno, ingegnerizzazione e costruzione (parziale) di– Front-End Board (nuova versione)

• Necessaria per preamp 0.25 (Decisione: Novembre 2002)• Sviluppo: modifiche schema, layout• Produzione:1/4 totale (20000)5000 (CORE non aggiuntivo)

• Sviluppo di ASIC (contatti preliminari)• Richiesta di aiuto su sviluppo di ASIC per ECAL• Buone possibilita’ in sezione (G.Mazza)• Non si pensa a contributi per costruzione


STATO ELETTRONICA

Electronics Systems Review of the Barrel ECAL Electronics system Sep 2003EB Off detector electronics ESR Jan 2004FE Electronics delivered and tested for 12 Supermodules Apr 2004EB Front-End Electronics Production Complete Dec 2004EB Off-detector Electronics Complete Aug 2005

ESR of the End-Cap ECAL Electronics system Sep 2004Electronics for 1st Dee complete Feb 2005EE Off detector electronics ESR Mar 2005EE Off detector electronics production complete Feb 2006


STATO RAFFREDDAMENTOMilano

• La progettazione del sistema di raffreddamento la sua integrazionemeccanica con l’elettronica è in pieno svolgimento con la partecipazionedi primo piano del gruppo di Milano

• Un prototipo di tale progetto verrà realizzato e testato nel 2003

• Le responsabilità progettuali e costruttive che Milano ha acquisitosono numerose, le più importanti si riferiscono alla realizzazione dellebarre di raffreddamento e dello schermo termico

• Il sistema di raffreddamento fin qui sviluppato non subirebbe modifichesostanziali nel caso si dovesse passare alla soluzione di back-up per l’elettronica di VFE (la potenza dissipata per canale è lievemente inferiore)


TEST RAFFREDDAMENTO

18°C 19°C

18°C 19°C

T sensore capsula (cristallo)

Segnale fisico cristallo

variazione 4% compatibile con 2%LY+2%MAPD

Milano-Analisi dati in corso


STATO RAFFREDDAMENTO

• Preliminary Cooling and Integration Review Nov 2002

• EDR (EB Cooling and Integration) Jun 2003

• Complete Preliminary Evaluation of dressed SM0 Nov 2003

• Progress Review of Integration of EB electronics Mar 2004


TEST BEAM

• Presa dati dal 29 luglio al 18 Settembre• Test di:

• elettronica (ricostruzione del segnale)• temperatura• monitor• resistenza alle radiazioni (elettroni e pioni)• possibile utilizzo dati Lab per calibrazioni T=0• accuratezza posizionamento (in vista calibrazione)

• Ottima collaborazione Roma-Milano, analisi in corsocon risultati molto preliminari


G. Franzoni, A. Ghezzi, P. Govoni, A. Meregaglia (Milano)M. Obertino (Minnesota), F. Cavallari (Roma)

VERY VERY

PRELIM

INARY

FIRST

LOOK

Comparison of Laboratory Measurements and Test-Beam Results


TEST BEAM

crystal LY APD gain Electronic calibrationwith test-pulse(ACCOS) (HAMAMATSU)

(LYON)


= 3%

TEST BEAM

Un esempio di Data Handling su piccola scala

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