4DMPET M. G. Bisogni Preventivi INFN GV 2013 03/07/2012.

Slides:



Advertisements
Presentazioni simili
TOPEM TOF- PET MRI for prostate cancer diagnosis and follow up Sezioni partecipanti: Roma1, Gr. Coll. ISS, Genova, Bari, LNS Il cancro della prostata e.
Advertisements

Test del Monitoraggio del Tracker usando un Tier2 M.S. Mennea, G. Zito, N. De Filippis Università & INFN di Bari Riunione Consorzio – Torino 18 Novembre.
PROGETTO DASIPM – G5 Sezione INFN PG - 12 Luglio Development and Applications of SiPM to Medical Physics and Space Physics – Gruppo 5 SEZIONI INFN.
ASIC per TOF-PET: caratteristiche generali
TOPEM Meetings Catania,
Analisi e tesi a Pisa Fabrizio Palla. Tesi e analisi a PisaFabrizio Palla INFN-Pisa La situazione tesi TESI di LaureaTESI di Laurea (finite nel 2003)
Come fanno i ricercatori a vedere le particelle?
Ottimizzazione del tempo morto
 Sviluppi di Elettronica:  Pixel front-end chip 1 GHz PLL, LVDS driver, Serializzatore  G. Mazza (To) Power distribution e/o Voltage regulator  A.
INSIDE UPDATES M. Giuseppina Bisogni PISA, 11/09/2014.
26 settembre 2003Commissione Scientifica Nazionale I 1 KOPIO: Relazione dei referee Anna Di Ciaccio, Enrico Graziani Commissione Scientifica Nazionale.
Novita’ FTK da luglio P. Giannetti per il gruppo FTK Review Amchip - lieve cambiamento alla schedule Il problema del cooling ed I tests a punto 1 Test.
Commissione 1, Roma, 3 Aprile 2007M. Villa Stato del LUCID M. Villa per il LUCID group Storia recente Nuova strategia rivelatore Tests su fascio Tests.
Opzioni tecnologiche per l’elettronica di front-end del Gigatracker Angelo Rivetti – INFN Sezione di Torino.
Relazione Referee Btev G.D’Agostini,C.Luci,M.Primavera L’esperimento è ancora in una fase di R&D volta alla sua approvazione. L’attività di R&D andrà completata.
INSIDE UPDATES M. Giuseppina Bisogni PISA, 16/09/2014.
Sezione di Padova Contributo alla costruzione dei layers 6,7 Possibili task per PADOVA:  precedente proposta: R&D della procedura di assemblaggio degli.
Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation at the LHC CSN1 - 6 luglio TOTEM – luglio 2005 Politecnico di Bari and Sezione.
SOTTOSISTEMA DI MEMORIA
Attivita` di TileCal 2013 C.Roda Universita` e INFN Pisa Riunione referees ATLAS Roma 1 C.Roda Universita` e INFN Pisa.
A controlled-source experiment to investigate the origin of wavefield polarization in fault zones Giuseppe Di Giulio 1, Antonio Rovelli 2, Fabrizio Cara.
G. Martellotti Roma RRB 16 Aprile Presentazione M&O cat A (per LHCb i M&O cat B sono gestiti autonomamente e non sono scrutinati fino al 2005/2006)
Il progetto Precision Proton Spectrometer
1 CSN1, 16/6/2006E. Robutti Programma e richieste per il test beam di TOTEM Enrico Robutti INFN Genova Riunione CSN1 Roma, 16 Maggio 2006.
Digital Pulse Processing (DPP) in Fisica Nucleare
M. Citterio Roma 10 Gennaio 2006 Costo per l’upgrade del Calorimetro Elettromagnetico ad Argon Liquido di Atlas Mauro Citterio INFN Milano.
Nicolo` Cartiglia Stato dell'elettronica di ECAL - La situazione e' in continua evoluzione. Entro l'estate si formalizzera` la decisione su quale elettronica.
Sezione di Torino D. Panzieri - CSN1 Trieste 18/09/061 Attività in corso a Torino  Commisioning e running del RW  Commisioning e running elettronica.
Accoppiamento scalare
SUMMARY Time domain and frequency domain RIEPILOGO Dominio del tempo e della frequenza RIEPILOGO Dominio del tempo e della frequenza.
F. Marchetto – INFN- Torino GigaTracKer: status report 25 Maggio Update su infra-structures 2. Stato del cooling 3.Bump-bonding e thinning 4. Stato.
F. Palla INFN Pisa CSN 1 - Roma - 16 maggio 2006 PRIN06 - Un Super Tracciatore per CMS Titolo e composizione  Un Super-Tracciatore per SLHC  Pisa (G.
Conversione Analogico/Digitale Le grandezze fisiche che vogliamo misurare variano con continuità in un dato intervallo ed in funzione del tempo: sono descrivibili.
MUG-TEST A. Baldini 29 gennaio 2002
SUMMARY A/D converters RIEPILOGO Convertitori A/D RIEPILOGO Convertitori A/D.
INFN-ITSupgrade meeting CERN, 24 Aprile 2013 V. Manzari Agenda:  Stato del progetto con particolare riguardo alle attività di nostra pertinenza  Proposta.
MS - NA62 TDAQ INFN – Settembre 2011 TDAQ in generale Distribuzione clock/trigger: progetto definito, moduli finali in arrivo (?), installazione prevista.
 SLP Tests in VME test stand: Saverio – Pierluigi (Daniel)  New test stand: Enrico (Saverio – Pierluigi)  VME Tests versus new test stand tests (Enrico-Saverio-Pierluigi)
Il DAQ dei pixel per il fascio di test di BTeV S. Magni, D. Menasce L. Uplegger.
1 CSN1 - Lecce 26/09/2003 TOTEM Relazione e proposte finanziarie Referee: G: Chiefari, M. Curatolo, M. de Palma.
Online U. Marconi Milano, 21/9/ ~ 9000 optical link 40 MHz PCIe based readout 30 MHz × 100 kB/evt 5 Gb/s, 300 m long fibres from the FEE directly.
MS - NA62 TDAQ INFN – Maggio 2012 NA62 TDAQ status report M. Sozzi Incontro con referee INFN CERN – 25 Maggio 2012.
Preventivi CdS PadovaS.Dusini - INFN Padova1 S.Dusini “INFN: What Next” New directions WG.
SuperB – referee report W. Bonivento, M.Masera, D. Pedrini, L. Rossi, C. Troncon 21/01/13Leonardo Rossi1.
SIF Settembre, Roma Saverio De Luca 1,2 for NEWCHIM collaboration 1- Università degli Studi di Messina 2- INFN - Gruppo Collegato di Messina Test.
LSPE-SWIPE Crate for readout electronics 3 Nov 2014 Marco Incagli, Franco Spinella.
Mu2e Waveform Digitizer Review Franco Spinella – Luca Morescalchi 25/6/2015.
Air Microwave Yield (AMY) Resp. naz. Valerio Verzi Sez. INFN coinvolte: Roma2 L’Aquila Lecce Confirm and measure the absolute microwave yield and its frequency.
4D-MPET 4D-MPET: un rivelatore innovativo per I tomografi PET di futura generazione M. G. Bisogni Dipartimento di Fisica e INFN Pisa Pisa, 15/6/2010.
MEG (Torino 25 settembre 2012: A.Baldini) Stato dell’esperimento e generalita’ sull’upgrade.
S VILUPPO ELETTRONICA PER EMC BELLEII INFN ROMA3 Diego Tagnani 10/06/2014 ROMA 3 : D. P.
Firmware per il Trigger del RICH Cristiano Santoni Università degli studi di Perugia INFN - Sezione di Perugia Meeting generale GAP 13/01/2014.
Status of the INFN Camera F. Giordano INFN - Bari For the CTA-INFN Team Bari - CTA F2F MeeingSITAEL 11 Marzo 2015.
Interessi e richieste finanziarie per IBL. 2 IBL Lay-out 2  Since IBL is an additive layer, its radiation length has to be extremely small  Geometry.
Richieste IFR 2011 Roberto Calabrese Università e INFN – Ferrara Marzo 2011.
1 OUTLINE CSN I, Roma 19-20/1/2015 RICH&THGEMSilvia DALLA TORRE Impegni per costruzioni – bilancio 2014 Read-out rivelatori ibridi ottobre 2014 – gennaio.
TGC upgrade for SLHC (ATL-P-MN-0028 ) Fra le parti più colpite dall’aumento di rate previsto a SLHC ci sono le Small Wheels Le TGC con catodo a bassa resistività.
MM news & status -Final Design Review -NA for NSW -altre attività MM.
STMan Advanced Graphics Controller. What is STMan  STMan is an advanced graphic controller for Etere automation  STMan is able to control multiple graphics.
 Sviluppo dell’ASIC di front-end per i SiPM (Cristoforo)  PET system update and CNAO test beam results (Maria Antonietta)  Sviluppo del DAQ: motherboard,
10 Mev e S(e)-S(mu) = % DS(mu)/S(mu) = 5-70 % Streamer.
Roberto Calabrese Università e INFN - Ferrara
Sistema di distribuzione laser
The FOOT Calorimeter No TOF, high density and good energy resolution -> BGO TOF asks for 1.2 m lever arm -> R = 20 cm with 100 angular aperture of the.
Waveform Digitizer Review
Gigi Cosentino - LNL 20 ottobre 2016
P. Giannetti per il gruppo FTK
STATUS DHCAL PCB STUDY for RPC and MicroMegas
Preliminary results of DESY drift chambers efficiency test
Digitizer ReAdout Controller - DIRAC Status report
Transcript della presentazione:

4DMPET M. G. Bisogni Preventivi INFN GV /07/2012

Sezioni INFN partecipanti  Pisa (M.G. Bisogni, A. Del Guerra, N. Marino, L. Fanucci, C. Saponara, R. Roncella, F. Baronti, G. Borgese, M.Morrocchi B. Liu)  caratterizzazione del modulo  Elettronica di Read-out  ASIC TDC alta risoluzione e protocollo di trasmissione FF-LYNX (DIIET)  Bari (F. Corsi, C. Marzocca, G. Matarrese)  ASIC Front-End  Perugia (G. Ambrosi, C. Santoni)  Caratterizzazione e test matrici e SiPM singoli  Integrazione e costruzione del modulo  Torino (C. Peroni, P.G. Cerello, R. Wheadon, F. Pennazio)  Simulazioni Monte Carlo  Compatibilita’ magnetica

Proposed layout  4DMPET block detector proposed layout  48 x 48 x 10 mm 3 LYSO slab  Minimize dead area between blocks  2 SIPM layers 16 x 16 pixel 3 mm pitch ->segmentation  The signals coming from the arrays of SiPMs are processed by custom Mixed-Mode Front-End ASICs.  Each ASIC contains a number of independent channels made up of preamplifier, shaper (filter), discriminators and Time to Digital Converters (TDC)  The energy information can be extracted by applying the Time Over Threshold (TOT): the time duration of the signal above threshold can be related to the energy released in the detector  The Front-End ASICs is controlled by a cluster processor  Handles the control signals and the transmission of filtered data to the back-end electronics.  Reduces to a minimum the bandwidth required towards the external data acquisition system.  Implements on the FPGA cluster processing algorithms such that only cluster position coordinates X, Y, time and TOT are transmitted. 3

Validation of the Montecarlo simulation  Simulation parameters are validated through the reproduction of different preliminary set-up made to study the SiPM and crystal performance. White slab INFN – Pisa 2 Na22 spectrum 3mm x 3mm SiPM (FBK-irst) LYSO 3mm x 3mm x 10mm painted white, coupled to the SiPM with optical grease Data acquisition with a Lecroy oscilloscope – 2GHz band, 2 Gsample/s 2 G. De Luca et al., Signal shape of a PET detector based on LSO:Ce,Ca crystals and SiPM, /11/2011 IEEE 2/28/12 ICTR-PHE

Mixed-mode readout ASIC  The analog front-end is simulated through a Simulink instrument. The signal obtained is a TOT signal, i.e. a binary signal in which the leading edge corresponds to the timestamp and its duration is proportional to the energy. 21/06/2012 5

Time to digital converter ASIC  Time to digital converter ASIC  The TDC is simulated with a C++ macro, the TOT signal edges are measured. The leading edge time is measured with a precision of 100 ps, while the trailing one with will be measured by the TDC with a precision of 400 ps, but at the moment only the 100 ps precision is implemented in the simulation. 6

Time to Digital Converter (TDC) Readout architecture 4321 from the front-end to the cluster processor  TOF timestamp: 100 ps  TOT timestamp: 400 ps  nominal σ LSB (TOF): 29 ps  dynamic range: ns  double hit res.: 70 ns  26 bit digital output word  other features:  total pulses count  missed event flag Ch# | flag | TOF | TOT | pulses cnt missed event output:

Time to Digital Converter (TDC) Readout architecture 4321 Rising and falling edge of events are measured by sampling:  8 bit systolic counter:  coarse time T c  T c LSB = 400 ps  4 stages delay-locked-loop:  fine time T f  T f LSB = 100 ps TOF = T c + T f (rising edge) TOT = T c (falling edge)

Spatial resolution (x and y)  Resolution along x RMS 1.6 mm FWHM 0.86 mm FWTM 2.5 mm 21/06/ DMPET collaboration – report on simulations

DOI resolution (z)  Resolution along z RMS 1.7 mm FWHM 1.4 mm FWTM 3.5 mm 21/06/ DMPET collaboration – report on simulations

TOF resolution (t)  RMS 660 ps FWHM 170 ps FWTM 600 ps  Sigma 140 ps 11

Workplan  Blocco da (chip da 4 canali ciascuno) vs blocco da (Detector proof of concept)  Cristalli e Detector board → Pisa (settembre)  Assembly dei SiPM e montaggio detector  Perugia, Pisa (settembre)  Chip FE → Bari (sottomissione a novembre)  Chip TDC → Pisa (sottomissione a ottobre)  Chipboard: a 1 chip per il test, a 4 chip per il modulo → Bari, Pisa  DAQ → Bari, Pisa, Torino  Cooling a 5°C → → investigare torino, Perugia, pisa

Workplan  Blocco da (chip da 64 canali ciascuno) vs blocco da   Cristalli → Pisa  Detector 1024 SiPM totali → Perugia  Detector board → Pisa  Chip FE/TDC: PICOSEC* (64 canali da sottomettere a Luglio 2012) → Torino  Chipboard → Torino  DAQ: 2 evaluation board da 512 canali l’una → Bari (1), Pisa (1)  Cooling a 5°C → investigare torino, Perugia, pisa

Manuel Rolo, LIP, Lisbona on behalf of PICOSECFP7 collaboration

Prototype data acquisition 4DMPET prototype ASICs (Bari-FE/Pisa-TDC) submission delayed 1 year  experimental data from existing electronics – Basic32 (Bari) Design of readout board and adaptation of Panda FPGA beam test DAQ Xilinx ML605 evaluation board (Virtex 6) Two FMC connectors => two Basic32 boards Control / readout via Gigabit Ethernet

Topix Topix control logic External Clock 160MHz External DACs External Counter Reset Control FIFOs Config RAM CPU Interface DAC control logic FPGA Microblaze CPU 100MHz Ethernet RAM Events FIFO CF Switch PC (LabVIEW) Firmware (VHDL)Hardware Software (C) Panda test beam DAQ system architecture Other boards Both firmware and software executable stored on CF, updatable via ethernet

Persone Ricercatori % BisogniM.G.100 Del GuerraA.40 MarinoN.100 BorgeseG.100 MorrocchiM.100 LiuB.100 FanucciL.30 SaponaraS.30 RoncellaR.30 BarontiF FTE/ 10 ric Tesi di Laurea: G. Pirrone

Richieste Finanziarie Richieste 2013 Consumi Detector board5000 Cristalli5000 Metabolismo5000 Missioni Interne Riunione collaborazione3000 Missioni Estero 2 Congressi4000 totale22000

Richieste supporto in sezione  Servizio AT: 0.3 FTE  Servizio Elettronico : progettazione PCB 1MU  Progettazione Meccanica: disegno supporti 1MU  Officina Meccanica: realizzazione supporti 1 MU

Progetti in corso: 4DMPET (INFN) ENVISION TOF-PET adroterapia (FP7) Hadronphysics (FP7) COST PET-MRI (FP7) INFIERI (FP7) Progetti sottomessi: PRIN anni