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ハードウェアアクセラレータを用いたオンライントリガーシステムの開発

基于硬件加速器的在线触发系统的开发

基本信息

批准号：
18740138
负责人：
川崎健夫
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18740138/
关键词：
素粒子実験トリガーハードウェアアクセラレータ

项目摘要

本研究では、実験において得られるデータを、高速でオンライン処理し、必要な情報を取り出す処理の一部を、通常の計算機ではなくハードウェアに負担させることにより処理能力を飛躍的に向上させることを目的としている。この目的には、自由に内部の回路を構成することができるFPGA(Field Programmable Gate Array)が有用であるが、複雑な計算はできないため、そのアルゴリズムの開発が重要なポイントとなる。この手法には、2種類の応用が考えられる。1つは単純に閾値を設定して雑音信号を取り除くこと。もう1つは、信号波形を再構成することにより、正確な信号のタイミングを得てノイズを取り除くことである。後者の方が格段に高度な処理となる。この研究のため、シリコンストリップ検出器の多数のチャンネルからのデータをFPGAを用いて処理を行う回路を製作した。これを、実際の検出器に接続して、電子ビームによる実験を行い、高速でデータを収集するためのテストを行った。製作したハードウェアは十分に高速であり、閾値による雑音の除去を効率よく行うことができた。しかし、波形の再構成による処理は予測どおりには行われなかった。高速処理を重視した設定にするとトリガーの効率が下がり、逆にトリガー条件を緩めると処理速度が追いつかなかった。シミュレーション上ではどちらの処理も高速で行うことが可能であった。その理由として、検出器からの信号のペデスタル値(ベースライン)の不安定さが処理を困難にしていたため、アルゴリズムを見直す必要があることが判った。

This study is aimed at improving the processing capability of computers. The purpose of this is to create a free internal circuit. FPGA(Field Programmable Gate Array) is useful for complex computing. The two kinds of methods are used in the examination. 1. Set the threshold value for purity and select the tone signal. The signal waveform is reconstructed, and the correct signal waveform is obtained. The latter is highly processed. This research is based on the design of FPGA, which is used to process the circuit. For example, if you want to run a computer, you can run a computer at high speed. The production of high speed, threshold and noise removal rate When the waveform is reconstructed, the processing will be carried out. High speed processing is important to set the efficiency and speed. The answer to this question is: The reason for this is that it is difficult to deal with the instability of the signal from the detector and it is necessary to judge it.