Next Generation Data Acquisition System with Self-Recovery Mechanism

具有自我恢复机制的下一代数据采集系统

• 批准号: 21K03595
• 负责人: 中尾 幹彦
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03595/
• 关键词: 素粒子物理学実験; 大規模高速データ収集; 多チャネル光通信; 放射線耐性; FPGA; データ収集; 光通信路

素粒子物理学の超高輝度加速器実験の検出器内部で使用するデータ収集機器の放射線に対する信頼性への懸念は増え続けるばかりであるため、本研究は、回路に使用する素子そのものが故障する可能性があることを前提に多重化した受信回路の一部を待機状態に置き自己修復の機能を持たせることでデータ収集装置の高速光通信路に実質的な高放射線耐性を獲得させる実証研究である。設計段階から放射線耐性を備えた素子は、例えば宇宙空間での用途に開発されているが、必要な素子が必ずしも存在するとは限らないこと、および存在しても非常に高価でコストが見合わないことがほとんどである。そこで、本研究では市場の価格競争で価格の抑えられている素子の中から使用する素子を選別し、必要な機能を開発してゆく方針で進めている。当該年度は、本研究で試作する基板の机上での設計を中心に研究を進めた。多チャネル光通信素子として QSFP トランシーバを選定し、また予定している基板サイズに可能な限り多数搭載する設計を行った。回路基板で使用する FPGA について、さまざまな制約を考慮の上で選定を行い、年度当初の想定通り調達に年単位の時間がかかることが判明したため、調達を進めた上で、机上での基板の製計を進めた。FPGAの選定および実基板回路での使用を想定して既存の制御信号通信用ファームウェアを本研究で利用するための整備を進めた。また、JTAG信号の復元回路基板を用いて、光通信路のみで遠隔制御が可能であることを実証した。

The ultra-high intensity accelerator of particle physics and the internal use of the radioactive ray collection machine. The suspense of the nature, the suspense of this study, the use of the circuit, the failure of the element, and the failure of the circuit The possibility is that the premise is multiplexing and the trusted circuit is in a standby state and the self-repairing function is maintained. The high-speed optical communication circuit of the high-speed optical communication system of the high-speed optical communication system has obtained the certification of the high radiation resistance of the high-speed optical communication system. In the design stage, the radioactive rays are resistant to radiation, and the necessary elements are necessary.しもexistent するとはlimit らないこと, およびexistent しても不It's a regular high-quality product.そこで、This study is based on the competitiveness of the market and the competitiveness of the market. The use of the basic elements and the necessary functions and the opening and closing of the products is based on the policy of entering and exiting. In that year, the prototype of this research and the on-machine design of the substrate were carried out. Multi-optical communication element QSFP The トランシーバをselected し, また predetermined しているsubstrate サイズにpossible and なlimitedりmost are equipped with するdesignを行った. The circuit board does not use FPGAについて, さまざまなConstraint, consideration, selection, action, thought at the beginning of the year, and adjustment to the year The time is clear, the adjustment is done, and the board is made on the machine. The FPGA's selected circuit board circuit and the use of the existing control signal communication system are used in this study and the maintenance and improvement of the existing control system is carried out. It is possible to use a JTAG signal recovery circuit board and remote control optical communication circuits.