Μορφοποίηση των πακέτων δεδομένων που μεταδίδονται από το Floor Board

Transcript

1 Α Μορφοποίηση των πακέτων δεδομένων που μεταδίδονται από το Floor Board Οι κυματομορφές των φωτοπολλαπλασιαστών ψηφιοποιούνται στα ATWDs και στέλνονται από το Floor Board στο Shore Board μαζί με πληροφορία που αφορά περιβαλλοντικές και λειτουργικές παραμέτρους του ανιχνευτή. Το παράρτημα αυτό περιγράφει την μορφοποίηση των πακέτων των δεδομένων. Η ψηφιοποίηση των κυματομορφών γίνεται σε 5 ATWD με 4 κανάλια το καθένα. Κάθε παλμός ψηφιοποιείται σε 128 δείγματα των 10-bit το καθένα, οπότε κάθε πακέτο δεδομένων περιέχει 2560 ψηφιακές λέξεις. Κάθε πακέτο δεδομένων αποτελείται από 4 τμήματα των bit ψηφιακών λέξεων. Η λέξη των 16-bit D[15 0], χωρίζεται σε 4 πεδία, όπως περιγράφεται στην συνέχεια: Τα bit D[15 6] περιέχουν τις ψηφιοποιημένες κυματομορφές από τα ATWD. Τα δεδομένα αυτά αποτελούνται από ακέραιους αριθμούς (η έξοδος των Wilkinson ADCs) κωδικοποιημένους σε 10-bit Grey Code και στέλνονται με το πιο σημαντικό bit πρώτο (D[15]). Κάθε τμήμα των 640 λέξεων περιέχει τα ψηφιοποιημένα δείγματα από συγκεκριμένο κανάλι και των 5 ATWD. Οι πρώτες 5 λέξεις κάθε τμήματος που μεταδίδονται αντιστοιχούν στο τελευταίο ψηφιοποιημένο δείγμα καθενός από τα 5 ATWD, δηλαδή στα δείγματα που αντιστοιχούν σε χρόνο t 127, και αναλόγως η 5 τελευταίες λέξεις του τμήματος αντιστοιχούν σε δείγματα με χρόνο t 0 για κάθε ATWD (βλέπε Πίνακα Α.4). Οπότε, κατά την ανακατασκευή των παλμών των φωτοπολλαπλασιαστών πρέπει να γίνει αντιστροφή στην σειρά των δειγμάτων που λαμβάνονται. Τα bit D[5] περιέχουν λέξεις οι οποίες στέλνονται σειριακά, ένα bit για κάθε λέξη των 16-bit. Οι λέξεις που συναρμολογούνται από τα bit αυτά περιέχουν διάφορες λειτουργικές και πειραματικές παραμέτρους από το Floor Board, καθώς και δεδομένα από το Housekeeping Board (βλέπε επόμενη Παράγραφο). Τα bit D[4 2] δεν χρησιμοποιούνται. 305

2 Τα bit D[1 0] προσδιορίζουν την αρχή και το τέλος κάθε πακέτου δεδομένων και κάθε τμήματος αυτού ως εξής: D[1 0]=11 για την πρώτη λέξη του πρώτου τμήματος (πρώτη λέξη του πακέτου δεδομένων), D[1 0]=10 για την πρώτη λέξη κάθε επόμενου τμήματος, D[1 0]= για την τελευταία λέξη κάθε τμήματος, D[1 0]=01 για κάθε άλλη λέξη. Α.1 Λεπτομέρειες του D5 Το πέμπτο bit περιέχει διάφορες λέξεις, οι οποίες στέλνονται με το ποιο σημαντικό bit πρώτο. Η σειρά με την οποία στέλνονται οι λέξεις παρουσιάζονται στον Πίνακα Α.1. Το σύνολο των λέξεων χωρίζεται σε 5 περιοχές. Κάθε περιοχή περιγράφει διαφορετικές λειτουργικές, περιβαλλοντικές παραμέτρους ή παραμέτρους που αφορούν την προσομοίωση των γεγονότων. Πίνακας Α.1: Η μορφοποίηση των λέξεων του πέμπτου bit των πακέτων δεδομένων. Λέξη Όνομα Περιοχής Όνομα Λέξης Μέγεθος (bits) 1 Χαρακτηριστικός Χρόνος Χαρακτηριστικός Χρόνος 60 2 Σκανδαλισμός Μετρητής Παλμών Σκανδαλισμός Μετρητής Παλμών Σκανδαλισμός Μετρητής Παλμών Σκανδαλισμός Μετρητής Παλμών Σκανδαλισμός Μετρητής Παλμών Σκανδαλισμός Μετρητής Παλμών Σκανδαλισμός Μετρητής Παλμών Σκανδαλισμός Μετρητής Παλμών Σκανδαλισμός Μετρητής Παλμών Σκανδαλισμός Μετρητής Παλμών Σκανδαλισμός Μετρητής Παλμών Σκανδαλισμός Μετρητής Παλμών Σκανδαλισμός Μετρητής γεγονότος Σκανδαλισμός Μετρητής Πλειονότητας Σκανδαλισμός Μετρητής Πλειονότητας Σκανδαλισμός Μετρητής Πλειονότητας Housekeeping Δεδομένα Κατάσταση Floor Board Environment Status Κατάσταση Floor Board Rx/Tx Status Κατάσταση Floor Board Rx/Tx Status Monte Carlo Πληροφορίες

3 Οι σημασία των λέξεων περιγράφεται στην συνέχεια (βλέπε επίσης Κεφάλαιο 7): 1. Ο χαρακτηριστικός χρόνος (Time Stamp) είναι ο χρόνος που σκανδαλίστηκε το γεγονός σε ακέραιο πολλαπλάσιο των 25 ns από την αρχή που ενεργοποιήθηκε ο ανιχνευτής. 2. Οι μετρητές παλμών 1-12 μετράνε των αριθμό των παλμών του κάθε φωτοπολλαπλασιαστή μεταξύ δύο σκανδαλισμών. 3. Ο μετρητής των γεγονότων παρουσιάzει τον αύξων αριθμό του πακέτου δεδομένων που στάλθηκε από το Floor Board στην ξηρά. 4. Οι μετρητές πλειονότητας επιπέδου σύμπτωσης 4,3,2 μετράνε τον αριθμό των αντίστοιχων συμπτώσεων μεταξύ δύο σκανδαλισμών. Η περιοχή με τα δεδομένα από το Housekeeping Board αποτελείται από 32 λέξεις των 16-bit (μια για κάθε ADC κανάλι του Housekeeping Board) η σημασία των οποίων περιγράφεται στον Πίνακα Α.2. Τα ADCs του Housekeeping Board εκτελούν 12-bit ψηφιοποίηση (βλέπε Κεφάλαιο 7), οπότε από τα 16-bit της κάθε λέξης μόνο τα 12 τελευταία χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των ενδείξεων των αισθητήρων που διαβάζει το Housekeeping Board. Πίνακας Α.2: Περιγραφή των δεδομένων από το Housekeeping Board. Λέξη Περιγραφή 18 Υψηλή τάση φωτοπολλαπλασιαστή 1 19 Υψηλή τάση φωτοπολλαπλασιαστή 2 20 Υψηλή τάση φωτοπολλαπλασιαστή 3 21 Υψηλή τάση φωτοπολλαπλασιαστή 4 22 Υψηλή τάση φωτοπολλαπλασιαστή 5 23 Υψηλή τάση φωτοπολλαπλασιαστή 6 24 Υψηλή τάση φωτοπολλαπλασιαστή 7 25 Υψηλή τάση φωτοπολλαπλασιαστή 8 26 Υψηλή τάση φωτοπολλαπλασιαστή 9 27 Υψηλή τάση φωτοπολλαπλασιαστή Υψηλή τάση φωτοπολλαπλασιαστή Υψηλή τάση φωτοπολλαπλασιαστή Επιταχυνσιόμετρο 31 Επιταχυνσιόμετρο Y 32 Επιταχυνσιόμετρο Z 33 Υψηλή τάση τροφοδοσίας συστήματος (3V) 34 Θερμόμετρο 1 (Θερμοκρασία του Floor Board) 35 Θερμόμετρο 2 36 Υγρόμετρο 1 37 Υδρόμετρο 38 Θερμόμετρο 3 39 Θερμόμετρο 4 307

4 40 Θερμόμετρο 5 41 Θερμόμετρο 6 42 Υγρόμετρο 2 43 Υγρόμετρο 3 44 Κλισιόμετρο 45 Κλισιόμετρο Y 46 Εξωτερικό Πιεσόμετρο 47 Τάση τροφοδοσίας Floor Board (+5V) 48 Ένδειξη Πυξίδας 49 Τάση τροφοδοσίας Floor Board (-5V) Η περιοχή που περιγράφει την κατάσταση του Floor Board έχει μήκος 233 bits και αποτελείται από λογικές μεταβλητές και δείκτες που περιγράφουν την λειτουργική κατάσταση διαφόρων τμημάτων του Floor Board και μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην διάγνωση τυχόν προβλημάτων λειτουργίας του συστήματος συλλογής των δεδομένων. Περιλαμβάνουν έλεγχο της κατάστασης λειτουργίας των ATWD, του κυκλώματος σκανδαλισμού, της επικοινωνίας του Floor Board με την ξηρά και των λογικών μονάδων FPGA και PLD. Η περιοχή «Monte Carlo Πληροφορίες» αποτελείται από 11 λέξεις των 32-bit που στέλνονται με το ποιο σημαντικό bit πρώτο, και περιγράφει λεπτομέρειες που αφορούν την προσομοίωση του συγκεκριμένου γεγονότος. Ο Πίνακας Α.3 περιγράφει το περιεχόμενο αυτών των λέξεων. Η περιοχή αυτή χρησιμοποιείται μόνο όταν τα πακέτα δεδομένων έχουν δημιουργηθεί από Monte Carlo προσομοίωση τροχιών μιονίων (βλέπε Κεφάλαιο 9), και είναι κενή όταν τα πακέτα δεδομένων προέρχονται από το Floor Board. Πίνακας Α.3: Περιγραφή της πληροφορίας προσομοίωσης των γεγονότων. Λέξη Περιγραφή 53 συνιστώσα του σημείου δημιουργίας του μιονίου (cm) 54 Y συνιστώσα του σημείου δημιουργίας του μιονίου (cm) 55 Z συνιστώσα του σημείου δημιουργίας του μιονίου (cm) 56 Χ συνιστώσα του διανύσματος ορμής του μιονίου (GeV/c) 57 Υ συνιστώσα του διανύσματος ορμής του μιονίου (GeV/c) 58 Ζ συνιστώσα του διανύσματος ορμής του μιονίου (GeV/c) 59 Ενέργεια του μιονίου (GeV) 60 Γωνία ζενίθ του μιονίου (degrees) 61 Αζιμουθιακή γωνία του μιονίου (degrees) 62 Παράμετρος κρούσης του μιονίου με σημείο αναφοράς το κέντρο του αστεριού 63 Μετατόπιση των χαρακτηριστικών χρόνων ανίχνευσης των μιονίων από τους φωτοπολλαπλασιαστές κατά την διάρκεια προσομοίωσης του συστήματος σκανδαλισμού των γεγονότων (βλέπε Παράγραφο 9.5.2) 308

5 Στον Πίνακα Α.4 περιγράφεται συνοπτικά η μορφοποίηση των πακέτων δεδομένων. Πίνακας Α.4: Η μορφοποίηση των πακέτων δεδομένων. D15...D6 D5 D4 D2 D1 D0 ATWD0/CH0/t Χαρακτηριστικός Χρόνος (60 bits) ATWD1/CH0/t ATWD2/CH0/t ATWD3/CH0/t 127 ATWD4/CH0/t 127 ATWD0/CH0/t 126 ATWD1/CH0/t 126 ATWD2/CH0/t 126 Σκανδαλισμός (3 bits) ATWD3/CH0/t 126 ATWD4/CH0/t 126 Χ... ATWD0/CH0/t 0 ATWD1/CH0/t 0 ATWD2/CH0/t 0 ATWD3/CH0/t 0 Housekeeping Δεδομένα (512 bits) ATWD4/CH0/t 0 ATWD0/CH1/t ATWD1/CH1/t Κατάσταση Floor Board (233 bits) ATWD4/CH1/t 0 ATWD0/CH2/t (95 κενά) ATWD1/CH2/t Monte Carlo Πληροφορίες (352 bits) ATWD4/CH2/t 0 ATWD0/CH3/t ATWD1/CH3/t ATWD4/CH3/t

6 310