Eine Data Collection and Preprocessing Unit für ATLAS

Das Projekt ist Bestandteil der Entwicklungsarbeiten zu einem Triggersystem für den Detektor im Rahmen des Beschleunigerprojekts Large Hadron Collider (LHC) am CERN in Genf und wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Der Detektor besteht aus verschiedenen Subdetektoren, ein Subdetektor kann Datenraten von bis zu 32 Gbyte/s erzeugen. Ein mehrstufiges Triggersystem entscheidet in Echtzeit über die Relevanz der von den Subdetektoren erzeugten Daten.

Die Universität Jena beabsichtigt, eine "Data Collection and Preprocessing Unit" (DCU) für ATLAS-Subdetektoren zu entwickeln. Das hierzu vorgeschlagene Konzept entstand in umfangreicher F&E-Tätigkeit des Lehrstuhls für Rechnerarchitektur und -kommunikation in der Kollaboration RD11 des CERN.

Im Beantragungszeitraum 1993-96 wurde innerhalb der Collaboration EAST/RD11 für den Prototyp des Transition Radiation Detectors (TRD) in Zusammenarbeit mit dem JINR Dubna ein Router-Prototyp entwickelt, gebaut und am CERN in Labor- und Beamtests in enger Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe der Uni Mannheim erfolgreich getestet. Dieser Prototyp wurde anschließend für den TRT mit erhöhter Datenrate modifiziert und ebenfalls erfolgreich getestet. Daraufhin wurde ein Konzept für einen "Verallgemeinerten Router" entwickelt, der für alle ATLAS Detektoren eingesetzt werden kann. Mit der Integration des Readout Buffers in den Verallgemeinerten Router entstand schließlich ein Vorschlag für die DCU als leistungsfähige und flexible Schnittstelle zwischen Detektor-Frontend und Triggersystem.

Gegenwärtig liegt das Konzept einer allgemeinen DCU für ATLAS vor. Das Gesamtziel des Teilprojekts ist es, dieses Konzept über mehrere Entwicklungsstufen in den Jahren 1996-2000 in ein funktionsfähiges System umzusetzen, unter LHC-Bedingungen zu testen, die Funktionsfähigkeit für unterschiedliche Subdetektoren nachzuweisen, für den TRT-Subdetektor ein solches System innerhalb des Beantragungszeitaums teilweise zu realisieren zu betreiben und weiterzuentwickeln.

Literatur zum Projekt ATLAS:

- A Data Collection and Preprocessing Unit for the LVL2-Trigger of ATLAS (Postscript)

- ATLAS Technical Proposal (verfügbar unter ATLAS)

- The internal Buffer of the DCU as an Alternative for a ROB

- Local Memory and Local Controller on board level of the DCU demonstrator (PostScript, 74 K)

- Region of Interest Collector (RoIC)