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TRANSCRIPT
CERN-Praktikum 2010
ALICE TPC Ausleseelektronik
Fabian Müller
Überblick
ALICE TPC
Tätigkeiten
Simulation des Ausleseprozesses
Messung der Auslesezeit
Fotos vom Labor
Die ALICE TPC
TPC = Time Projection
Chamber
dt: Spurendriftkammer
• 2 endplates mit je 36 Auslesekammern
• = 72 readout chambers mit 18+25
(IROC) bzw.18+20+20+20(OROC) FECs
• = 4356 FECs mit je 128 Kanälen
• = 557568 pads
Aufgabe
Untersuchung der Ausleseelektronik der TPC
durch
Simulation des Ausleseprozesses
Messung der Auslesezeit im Labor
Triggersimulation
Während des Auslesens können keine
Trigger angenommen werden
Wie viele Trigger können abhängig von
Ausleserate und Triggerrate ausgelesen
werden
> Simulation der ankommenden Trigger
Triggersimulation
0 10 20 30 40
1
4
7
10
13
16
19
22
25
28
#T
rig
ger
e
Zeit
Trigger
Auslesezeit
Auswertung
Akzeptierte Trigger relativ, absolut
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 2 4 6 8
Verhältnis Auslesezeit/Triggerzeit
An
teil n
Simulation
Theoriekurve: 1/(1+x)
Zum Lesen genutzte Zeit
Messung der Auslesezeit
Messung der zum Auslesen der FECs
benötigten Zeit abhängig von der Menge an
Information mit Oszilloskop
Aus der Anzahl der Informationen pro pad
lässt sich die Datenmenge bestimmt und
daraus die Bandbreite bzw.
Auslesegeschwindigkeit
Messung der Auslesezeitn.o. samples
eventsiz
e eventsize in kb readout time [ms] readout time [ms] bandwidth [Mbyte/s] bandwidth [Mbyte/s]
1 4 38468 38,468 1,3 1,37 29,59076923 28,07883212
2 5 51268 51,268 1,3 1,37 39,43692308 37,42189781
3 6 51268 51,268 1,3 1,37 39,43692308 37,42189781
4 7 51268 51,268 1,34 1,41 38,25970149 36,36028369
5 8 64068 64,068 1,34 1,41 47,8119403 45,43829787
6 9 64068 64,068 1,34 1,41 47,8119403 45,43829787
7 10 64068 64,068 1,34 1,41 47,8119403 45,43829787
8 11 76868 76,868 1,38 1,45 55,70144928 53,01241379
9 12 76868 76,868 1,38 1,45 55,70144928 53,01241379
10 13 76868 76,868 1,38 1,45 55,70144928 53,01241379
11 14 89668 89,668 1,38 1,45 64,97681159 61,84
12 15 89668 89,668 1,42 1,49 63,14647887 60,17986577
13 16 89668 89,668 1,42 1,49 63,14647887 60,17986577
14 17 102468 102,468 1,43 1,49 71,65594406 68,7704698
15 18 102468 102,468 1,42 1,49 72,16056338 68,7704698
16 19 102468 102,468 1,47 1,54 69,70612245 66,53766234
17 20 115268 115,268 1,47 1,54 78,41360544 74,84935065
18 25 128068 128,068 1,51 1,58 84,81324503 81,0556962
19 30 153668 153,668 1,59 1,62 96,64654088 94,85679012
20 35 179268 179,268 1,83 1,7 97,96065574 105,4517647
21 40 192068 192,068 1,91 1,74 100,5591623 110,383908
Auslesezeit vs EventgrößeBlau: neue firmware Rot: alte firmware
readout time vs eventsize
0
5
10
15
20
25
30
0 1000000 2000000 3000000 4000000 5000000
eventsize [Byte]
rea
do
ut
tim
e
n
Theorie
Die Auslesezeit T hängt von folgenden
Parametern ab:
eventsize s
max. bandwidth m
m-1: Zeit pro ByteSteigung
offset o
T(s)= s*m-1 + o
Bandbreite: B(s)= s * T-1
B(s)= s * ( s/m + o)-1
Rot: Blau:m= 160MByte/s
o= 0,38ms
m= 160MByte/s
o= 0,65ms
216 RCUs mit je 160 MByte/s ca 35 GByte/s
bandwidth vs eventsize
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 1000 2000 3000 4000 5000
eventsize [kByte]
ban
dw
idth
[M
Byte
/s]
n
bandwidth vs
eventsize neu
bandwidth vs
eventsize alt
Theorie neu
Theorie alt
Schlussfolgerung
Ausleserate für große Datenmengen ist durch
Bandbreite des Links begrenzt (Steigung
der Geraden bzw. Asymptote)
Nach unten ist Auslesezeit durch offset
beschränkt (y-Achsenabschnitt)
Neue firmware ist langsamer als alte
Fehler entdeckt!
Fotos
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