| Jahr | 2007 |
| Autor(en) | Felix Rettig |
| Titel | Entwicklung der optischen Auslesekette für den ALICE-Übergangsstrahlungsdetektor am LHC (CERN) |
| KIP-Nummer | HD-KIP 07-17 |
| KIP-Gruppe(n) | F12 |
| Dokumentart | Diplomarbeit |
| Keywords (angezeigt) | ALICE TRD LHC CERN GTU Trigger |
| Abstract (de) | Bei der Untersuchung von Schwerionenkollisionen im Experiment ALICE entstehen sehr große Anzahlen von Teilchen. Die Detektoren produzieren Datenmengen, die in Echtzeit nicht vollständig ausgewertet werden können. Ein Triggersystem trifft daher eine Vorauswahl relevanter Ereignisse. Ein Teil des Triggersystems ist der Übergangsstrahlungsdetektor. Im Detektor selbst werden die Rohdaten auf Parametrisierungen steifer Spursegmente reduziert und diese über 1 080 Glasfasern an eine zweite Stufe gesendet. Dort werden Teilchenspuren rekonstruiert und Transversalimpulse als Basis des Triggerbeitrags berechnet. Für diesen Vorgang stehen nur etwa 6 μs zur Verfügung. Die Rohdaten folgen über die gleiche Strecke. In dieser Arbeit wird die Entwicklung der hochzuverlässigen optischen Übertragung mit einer Bandbreite von 2,7 TBit/s vorgestellt. Die Optimierung der Sendereigenschaften und der Empfang der Daten in modernen FPGAs bilden den ersten Teil. Ein Strahlentoleranztest und ein erster Testbetrieb belegen die Zuverlässigkeit der Datenübertragung. Im Mittelpunkt des zweiten Teils steht ein FPGA-Design zur Zwischenspeicherung der Rohdaten bei voller Bandbreite und zurWeiterleitung an das Data Acquisition System und den High-Level Trigger. |
| Abstract (en) | A huge number of particles arise from heavy-ion collisions in the experiment ALICE. The vast amount of data produced by the detectors cannot be processed in real-time. Thus, a trigger system is used to select events of interest. One part of this system is the Transition Radiation Detector. Its front-end electronics reduces the raw data of all channels to parametrizations of stiff tracks, called tracklets. These are shipped to the next stage via 1 080 optical fibers. There, particle tracks are reconstructed and associated transversal momenta are calculated to take a decision for the TRD’s trigger contribution. The overall time must not exceed 6 μs. Raw data read-out is performed via the same fibers. This work is devoted to the development of the highly reliable optical data links with an overall bandwidth of 2.7 TBit/s. The optimization of the high-speed optical signals and the reception of the giga-bit signals within modern FPGAs is focused on in the first part. A radiation tolerance test and first test runs prove the high reliability of the links. The second part presents an FPGA design for event raw data buffering at full bandwidth and forwarding to the Data Acquisition System and the High-Level Trigger. |
| Datei | Diplomarbeit Felix Rettig.pdf |
