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J-GLOBAL ID：202102287067987405   整理番号：21A0331946

次世代ALICE TPCむけデータ収集システムにおけるクラスタ検出アルゴリズムのFPGA実装の検討

著者 (9件)： 今東大晟 (琉球大 工) ,  SAMARTH Sharma (長崎総合科大 工) ,  QIN Daniel Goh Jia (長崎総合科大 工) ,  松山裕輝 (長崎総合科大 工) ,  荻野雅紀 (長崎総合科大 工) ,  大山健 (長崎総合科大 工) ,  佐甲博之 (日本原子力研究開発機構 先端基礎研究セ) ,  郡司卓 (東大 原子核科学研究セ) ,  長名保範 (琉球大 工)
資料名： 電子情報通信学会技術研究報告(Web)  (IEICE Technical Report (Web))
巻： 120  号： 234(VLD2020 11-38)  ページ： 42-47 (WEB ONLY)  発行年： 2020年11月10日 
JST資料番号： U2030A  ISSN： 2432-6380  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 欧州原子核研究機構(CERN)では現在,大型ハドロン衝突型加速器(LHC)の第3期実験にむけた測定機器の更新作業が行われている。LHCのリング上にはいくつかの実験施設が存在するが,本研究グループではこのうちALICE実験のTPC検出器から取得するデータのオンライン処理の実現に取り組んでいる。TPC検出器は原子核の衝突によって生じた荷電粒子の飛跡や運動量,粒子識別などを行うための検出器で,約576,000の10-bitAD変換器が設けられており,データレートの合計は約28.8Tbpsに及ぶ。これを連続してそのままストレージに格納することは不可能なので,データはオンラインで処理しなければならない。本研究報告では,検出器の電極が飛跡を捉えたことを検出し,必要なデータだけを抽出することでデータ量を大幅に削減するクラスタ検出回路の実装についての検討結果について述べる。データの入出力に関しては今後の検討課題であるものの,検出回路のサイズとしては72枚のAlveo U50FPGAカードがあれば充分に処理が可能で,コストパフォーマンスにすぐれた選択肢になりうることが明らかとなった。(著者抄録)

シソーラス用語： 技術革新 ,  実験 ,  p-p相互作用 ,  *衝突型加速器 ,  データ処理 ,  オンライン処理 ,  数値計算 ,  システム設計 ,  FPGA ,  回路設計 ,  論理設計 ,  *タイムプロジェクションチェンバ ,  *データ収集システム ,  *ALICE実験
準シソーラス用語： オンラインデータ処理 ,  *ステンシル計算 ,  *高位合成 ,  時間射影チェンバ

分類 (1件)： 素粒子・核物理実験計測用エレクトロニクス  (BE01020Q)

引用文献 (6件)：

• J. Alme, et al. The ALICE TPC, a large 3-dimensional tracking device with fast readout for ultra-high multiplicity events. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 622, No. 1, pp. 316-367, 2010.
• Sebastian Klewin. Development of the FPGA-based Raw Data Preprocessor for the TPC Readout Upgrade in ALICE. PhD thesis, 2019, Ruperto-Carola-University of Heidelberg.
• Xilinx Inc. DMA/Bridge subsystem for PCI Express v4.1, Apr. 2018.
• Xilinx Inc. AXI4-Stream Infrastructure IP suite Product Guide, Dec. 2018. PG085 v3.0.
• Yasunori Osana. OpenFC - an open FPGA cluster toolkit. https://lut.eee.u-ryukyu.ac.jp/openfc/.

タイトルに関連する用語 (7件)： 次世代 ,  ALICE ,  TPC ,  データ収集システム ,  クラスタ ,  検出アルゴリズム ,  FPGA実装