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T: Fachverband Teilchenphysik

T 76: DAQ, Trigger und Elektronik 1

T 76.5: Vortrag

Mittwoch, 6. März 2013, 17:50–18:05, GER-039

Entwicklung neuer Datenübertragungsmethoden für den ausgebauten ATLAS Pixeldetektor beim HL-LHC — •Frank Schuster¹, Martin Kocian², Jörn Große-Knetter¹ und Arnulf Quadt¹ — ¹Georg-August Universität Göttingen — ²Stanford Linear Accelerator Center

Für Detektorupgrades im Rahmen des HL-LHC, die eine zehnfache Steigerung der Luminosität des LHC anstrebt, ist die Entwicklung neuer Datenprotokolle von Nöten. Besonders in den inneren Detektorlagen, im Pixeldetektor, ist aufgrund der stark erhöhten Strahlendosis strahlenharte Hardware nötig. Zustätzlich müssen die Datenprotokolle gegen Verfälschungen, wie Single Event Upsets (SEUs) immun sein.

Die neue Ausleseelektronik basierend auf ATCA, das sog. Reconfigurable Cluster Element (RCE) ist in der Lage, die große Datenrate im HL-LHC-Szenario zu verarbeiten. Da die Daten bis jetzt jedoch unverschlüsselt und ohne Redundanzen übertragen werden, wird das System mithilfe des GBT-Projekts um ein strahlenhartes Datenprotokoll und speziell auf die Gegebenheiten angepasste Hardware am Front-End erweitert. Es wird eine Reed-Solomon-Kodierung verwendet, um die Daten zu verschlüsseln und um eine Checksumme zu ergänzen, die zur Fehlerdetektion und -rekonstruktion verwendet werden kann.

Bei geeigneter Wahl der Verschlüsselungsparameter können so bis zu 50% der Daten pro Paket vom Front-End-Chip nachträglich rekonstruiert werden, sollten sie durch SEUs verändert oder beschädigt werden.

Die Kombination beider Projekte erfüllt alle Anforderungen, die der HL-LHC an ein Auslesesystem für den ATLAS-Pixel-Detektor stellt.