大型实验的数据获取与监测系统.ppt

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1、第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,1,大型实验的数据获取与监测系统,朱科军中国科学院核探测技术与核电子学重点实验室中国科学院高能物理研究所,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,2,内容,数据获取在高能物理实验的位置数据获取的发展几个大型实验的数据获取探测器监测总结,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,3,DAQ在高能物理实验的位置,电子学：将探测器输出的信号放大、成形等处理后数字化，将信息暂存并作数据预处理；触发判选：选择满足物理条件的好事例，

2、压缩本底事例；数据获取和在线分析：读出通过触发判选的好事例数据，以数字形式记录下来；给出反映探测器性能的各种统计图形以及所获事例的分类统计图形，监测探测器与电子学工作状态；离线数据分析：将在线机上记录下来的数据在离线机上进行分析和处理，把数据还原为粒子种类、能量、动量等物理量。,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,4,加快运动速度就有可能出错,触发和DAQ的任务,只保留传送带上粉红色六边形的物体,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,5,y/n,y,y,n,n,触发,v,d,判选时间,必须检查移动

3、的每个物体并打上标记,-在下一个物体到来之前给出判选结果-判选时间 d/v-判选时间越长出错的可能越小,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,6,y/n,n,n,n,n,触发,SAVE,DAQ,n,n,n,trash,?,?,?,触发效率,不能在太多的粉红色六边形的物体上标志“n”,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,7,y/n,y,y,y,y,触发,y,trash,SAVE,DAQ,y,当超过DAQ的处理能力后就会引起“死时间”，同样会丢失被标记为“y”的物体，降低触发效率,本底排除能力,标志为

4、“y”的物体也不能超过DAQ的能力,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,8,y,y,n,n,触发,n,y,trash,SAVE,DAQ,v,d,流水线工作方式,由多个人同时分步检查-每个人的检查任务在 d/v 内完成-可以完成更多的检查任务-出错的可能性更小,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,9,DAQ发展史,六/七十年代：基于NIM的FEE，采用CAMAC总线读出；缺失并行性；KB/s的数据处理能力八十年代：基于VME/Fastbus，采用树状结构，各结点有独立的处理器；有一定的并行性，多级

5、触发；MB/s的数据处理能力九十年代/21世纪：9U VME/ASIC；点对点高速数据通讯/基于以太网交换机互连/PC集群/Linux；并行处理；数据驱动；GB/s的数据处理能力未来：ATCA/ASIC；波形数字化；软件触发,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,10,DAQ控制室,Digital display,no terminal,ISR.1970,P-aP.1980,A lot of persons in front of one screen,LEP.1990,A lot of screens in front of one perso

6、n,LHC 200 x,The person is onto the screen,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,11,ALICE DAQ,25 GB/s Readout bandwidth2.5 GB/s Event Building bandwidth1.25 GB/s storage bandwidth 1 PB of data every year400+optical links300+PCs60 TB transient storage,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,12

7、,LHCb DAQ,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,13,CMS DAQ Baseline,Collision rate40 MHzLevel-1 Maximum trigger rate100 kHzAverage event size 1 MbyteEvent Flow Control106 Mssg/s 50 kHz at startup(DAQ staging),No.of In-Out units 512Readout network bandwidth1 Terabit/s Event filter computing powe

8、r106 SI95Data productionTbyte/dayNo.of PC motherboardsThousands 6105 at startup,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,14,ATLAS DAQ,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,15,BESIII DAQ,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,16,DAQ系统部署,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,17,ILC DAQ

9、 conceptual(GLD)Architecture,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,18,探测器监测和控制系统,保证探测器的安全稳定运行气体系统、冷却系统、机箱控制、高低压控制、安全联锁温湿度测量电子学的刻度可扩展，分布式,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,19,BESIII探测器控制系统,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,20,总结,基于网络的数据传输/事例组装采用商业产品，如PC、以太网交换机数据缓冲，减少死时间在FPGA上实现更加复杂的算法触发和DAQ的数据流逐渐合并在一起在线运行部分离线算法,高能物理实验数据获取技术的发展与计算机和网络技术的发展密不可分,第十五届全国核电子学与核探测技术学术年会，贵州省贵阳市，2010年8月13日至18日,21,谢谢,