Mainz 2014 – scientific programme

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 45: DAQ, Trigger, Elektronik 2

T 45.3: Talk

Monday, March 24, 2014, 17:15–17:30, GFH 01-731

Online-Cluster-Analyse auf FPGAs zur Separierung niederenergetischer Pionen von Untergrundteilchen — Michael Feindt, Juergen Becker, Martin Heck, Oliver Sander und •Steffen Baehr für die Belle II Kollaboration — KIT

Der Pixeldetektor des Belle II Experiments verfügt über fast 8 Millionen Pixel, die mit einer Frequenz von 50 kHz ausgelesen werden, wobei bis zu 3% der Pixel aktiviert werden. Die daraus resultierende Datenmenge von knapp 50GB/s ist zu groß um verarbeitet zu werden. Durch Extrapolation von Teilchenspuren aus den äußeren Tracking-Detektoren wird daher eine Datenreduktion vollführt. Diese erlaubt es durch Untergrundteilchen bedingte Hits, deren Spuren in äußeren Detektoren nicht gefunden werden können, zu verwerfen. Davon sind jedoch auch niederenergetische Teilchen, insbesondere langsame Pionen, betroffen. In der Praxis würden von ihnen in etwa 15% der Pixeldaten verworfen werden, womit eine Rekonstruktion von D*-Mesonen erschwert wird. Um dies zu verhindern wird eine Separierung von Untergrundteilchen benötigt. Dies kann durch eine Analyse der Eigenschaften von Pixel-Clustern, die auf einem multivariaten Verfahren beruht, vollführt werden.
Der Vortrag diskutiert die Realisierung eines auf multivariaten Verfahren basierenden Algorithmus in FPGAs, der die Selektion niederenergetischer Teilchen anhand von Pixel-Clustern erlaubt. Neben Anforderungen bezüglich des Ressourcenverbrauchs und der Qualität der Selektion muss die Implementierung vor allem den harten Echtzeitanforderungen genügen.