ATLAS Der Kalorimetertrigger Experimentelle Teilchen- und
Astroteilchen- Physik http://www.etap.physik.uni-mainz.de/atlas
http://atlas.ch Das Trigger-System JEM-Konfiguration und -Steuerung
Zuknftige Verbesserungen Kalo Myon Spur Herausforderung:
Verarbeitung einer Ereignisrate von 40 MHz zur Selektion seltener
interessanter Ereignisse und Reduktion der Datenmenge 1. Trigger
Stufe < 75 kHz Pipeline Speicher Auslese Aufzeichnung der Daten
Ereignisfilter ~100 Hz 2. Trigger Stufe ~1 kHz Datenkomposition
DatenrateZeit pro Ereignis ~1 PByte/s 550 MByte/s 2,5 s ~ 10 ms ~ 1
s Daten: Analoge Summen von Kalorimeterzellen ( x) (0.2x0.2)
(0.1x0.1) Eingangs-/Ausgangsdaten DAQ RODs RoI RODs Jet/E T (JEP)
CTP Pre- Proz. (PPr) E/ /had (CP) Datenaufzeichnung Level 2
Level-1-Kalorimeter-Trigger (0.1x0.1) Jet-Energiesummen-Prozessor
(JEP) Kalo: Kalorimeterdaten Myon: Myonenspurkammerndaten Spur:
Spurpunkte aus dem inneren Detektor RoI: Region of Interest PPr:
Preprocessor CP: Cluster Processor JEP: Jet Energy Processor CTP:
Central Trigger Processor Jet-FPGA Energiesummen-FPGA LVL2 DAQ
Optisches Link-Modul Eingangsmodule FlashCard-Lesegert 88
LVDS-Kanle vom Prprozessor Aufgabe der JEMs: Auffinden von Jets
Bestimmen der im Kalorimeter deponierten Energie Weitergabe der
Ergebnisse an die nchste Triggerstufe Dieses Subsystem besteht aus
32 Jet-Energiesummen- Modulen (JEMs), die den gesamten Detektor
abdecken und in Mainz entwickelt wurden. Online-Software:
Kalibration der Module Konfiguration/Steuerung der Module
berwachung der Stabilitt der Module Verwendung eines
3-Stufen-Triggers: ATLAS-Datennahme-Software: Statusbersicht fr ein
JEM Mohamed Aharrouche, Bruno Bau, Markus Bendel, Volker Bscher,
Reinhold Degele, Sebastian Eckweiler, Keith Edmonds, Frank
Ellinghaus, Eugen Ertel, Frank Fiedler, Johanna Fleckner,
Karl-Heinz Geib, Christian Gringer, Carsten Handel, Marc Hohlfeld,
Gen Kawamura, Sebastian Knig, Lutz Kpke, Matthias Lungwitz, Carsten
Meyer, Timo Mller, Andrea Neusiedl, Rainer Othegraven, Levan
Qalabegishvili, Heinz-Georg Sander, Ulrich Schfer, Christian
Schrder, Thomas Schwindt, Giovanni Siragusa, Stefan Tapprogge, Tuan
Vu Anh, Tobias Weisrock, Daniel Wicke Zustzlicher
Informationsgewinn stagniert mit lngerer Laufzeit Steigerung der
Luminositt in zwei Phasen Phase 1: 6-8monatige Umbauphase
Verdreifachung der Ereignisrate (Luminositt ~3 10 34 cm -2 s -1 )
Phase 2: 12-18monatige Umbauphase nochmalige Steigerung der
Ereignisrate, insgesamt um ca. eine Grenordnung (Luminositt ~10 35
cm -2 s -1 ) Vom LHC zum Super-LHC Verbesserungen des Triggers Der
Ausbau zum Super-LHC bringt eine vermehrte Ereignis-berlagerung und
hhere Detektorauslastung mit sich: In Phase 1 werden dreimal, in
Phase 2 bis zu 20mal so viele Ereignisse pro Kollision erwartet.
Herausforderung fr den Trigger: hhere Ereignisunterdrk- kung bei
gleicher Effizienz Komplexere Triggeralgorithmen werden
insbesondere auf der ersten Triggerstufe bentigt, wobei sich die
Verarbeitungszeit und Trigger-Ausgaberate nicht erhhen darf. Hierfr
mssen zustzliche Informationen bertragen und verarbeitet werden.
hhere Datenraten auf vorhandenen bertragungswegen wie der
Rckenplatine neue Hochgeschwindigkeitsbertragung (SNAP12:
Datenraten bis zu 120 Gbit/s) neue Struktur der Datenzusammenfhrung
fr flexible Algorithmen neue Verarbeitungsmodule mit zustzlichen
Algorithmen Verwendung neuster FPGA-Generationen (z.B. Xilinx
Virtex-6/Virtex-7) Test- und Prototypenmodule (BLT / GOLD) In Mainz
wurde ein Backplane- und Link-Tester (BLT) gebaut. Ein Prototyp
eines Topologie- Triggermoduls (GOLD) ist in Entwicklung. Messungen
von hheren Datenraten ber die Rckenplatine Tests optischer Hoch-
geschwindigkeits- bertragung GOLD: AdvancedTCA Modul 9 Prozessoren
(Virtex-6) 60 Opto-Faser Eingnge bis 10 Gb/s ber 200 elektrische
Eingnge bis 10.0 Gb/s Programmier- schnittstelle Sockel fr optische
Hochgeschwindigkeits- module (SNAP12) FPGA mit elektrischen
Hochgeschwindigkeits- Sendeempfngern Rckenplatinen- verbinder mit
400 Kanlen Simulation der Detektorauslastung bei unterschiedlichen
Luminositten Ein Szenario fr eine neuartige Datenzusammenfhrung Der
Backplane- und Link-Tester BLT Mainzer Beitrge: Entwicklung der
kompletten Test- und Kalibrationssoftware der JEMs im Rahmen der
Online-Software Entwicklung der Firmware fr den
Jet-Energiesummen-Prozessor Zeitkalibration eines JEP: fehlerfreie
Fenster fr jedes JEM Bild eines Jet-Energiesummen-Moduls (JEM)
Aufgaben: Auffinden von Jets, Elektronen, Photonen und Taus
Bestimmung der im Kalorimeter deponierten Energie Starke
Reduzierung der Datenrate durch geschickte Selektion Studie fr
einen Topologie-Prozessor GOLD
