大型实验的数据获取与监测系统.ppt

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，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“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 person,LHC 200x,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 bandwidth 2.5 GB/s Event Building bandwidth 1.25 GB/s storage bandwidth 1 PB of data every year 400+ optical links 300+ PCs 60 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,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 rate 40 MHz Level-1 Maximum trigger rate 100 kHz Average event size 1 Mbyte Event Flow Control 106 Mssg/s 50 kHz at startup (DAQ staging),No. of In-Out units 512 Readout network bandwidth 1 Terabit/s Event filter computing power 106 SI95 Data production Tbyte/day No. of PC motherboards Thousands 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 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