CMS DT report preventivi 2015 INFN Sezioni Bologna, Padova, Torino G.M. Dallavalle (INFN Bologna) CMS Muon DT PM 1

Indice (e sommario richieste 2015) LS1 –Manutenzioni DT M&O-B (2015: 152KEur su Torino) Phase1 Upgrade (2015: 210 KEur su Padova) – Milestones Muon LV1 Trigger: Phase1 Upgrade (64KEur su Padova) Phase2 Upgrade (costo tot stimato 5.8MSF) 2

Ruolo INFN in DT Il rivelatore per muoni Drift Tubes Chambers del barrel di CMS e` dell’INFN, sia per investimento, che per personale e responsabilita` – 58.5% INFN – Sezioni di Padova, Torino, Bologna Altri collaboratori da Germania, Spagna, Ungheria, Estonia (dal 2011) e Malesia (dal 2014) 3

LS1- Manutenzioni DT Trigger boards nei MiniCrates (MiC) sulle camere: sostituite le boards Theta (piu` semplici) nei MiC delle camere piu` interne (MB1) della parte esterna del barrel con boards ad hoc equipaggiate con FPGA. Vecchie boards per recuperare componenti custom da utilizzare come spares per le boards PHI, piu` complesse. Ora spares sufficienti fino a LS3. Riparazioni MiC, HVB, HV – Solo 12 canali su non funzionano – Recuperati ~3600 canali non funzionanti a fine run1 Installato neutron/gamma shield (BPE+Pb 7mm) su camere MB4 sulla sommita` di YB±2 4

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Budget manutenzioni e operation: M&O-B Dall’integrale di spesa dal abbiamo notato un residuo annuo del ~10%. Proponiamo di ridurre il budget medio del 10% e inoltre una sostanziale riduzione nel 2015 e nel 2016 grazie all’utilizzo del residuo accumulato – OK di CMS e dello Scrunity Group. All’RRB di Ottobre. – Nel 2015, 357KSF anziche` 483KSF Dal 2015 contribuira` anche la Malesia Contributo richiesto a INFN: 182.5KSF (152KEur) (su Torino) – La richiesta 2014 era di 229 Keur (-34%) 6

DT Phase1 Upgrade In LS1 abbiamo spostato i Sector Collector crates, dove convergono tutti i dati e le primitive del trigger, da UXC (dove c’era poca possibilita` di accesso in caso di problemi) a USC (dove i SC sono sempre accedibili). – Installati 3500 link ottici (fibre e relativi Tx-Rx) per riconnettere il rivelatore in UXC agli SC in USC – Operazione alla base dei futuri upgrades: tutti i dati e il trigger delle singole camere diventano disponibili in USC – Spesi 1308 KSF (INFN 550KSF) – Milestone 2014, 30 Apr “DT system recommissioned” 100% – Milestone 2015, 30 Giu “DT con sincronizzazioni e calibrazioni finali” Cominciata costruzione TWINMUX che colleghera` il sistema DT alla nuova elettronica di trigger di CMS – Prototipo di una board funzionante al CERN da Agosto 2014 – Un quadrante (slice) della meta` positiva del muon barrel (9-12 boards) sara` “splittato” per poter runnare in parallelo a CMS nel 2015, per il debug e la valutazione della performance – Goal: Intero sistema TWINMUX (60 boards) installato nello shutdown invernale – Costo totale stimato: 908 KSF (INFN 450KSF: tranche finale di 260KSFR (210KEur) nel 2015 (su Padova)) – Milestone 2014, 30 Nov “DT TWINMUX integration test with Track Finder Processor” PASSED in advance (more work is going on to complete the test on the whole trigger chain); milestone 2015, Dic “DT valutazione TWINMUX slice test” 7

TwinMux – MuonBarrel TrackFinder 8 Forthcoming activities: TwinMux – MBTF test with common AMC13 clock Communication test with real protocol TwinMux Muon Barrel Track Finder 12 Optical Fibers 50% eye opening at BER < Gbps Pseudo Random Pattern sent by TwinMux and received by MBTF on all 12 links No errors up to

Muon LV1 Trigger (DT) Phase1 Upgrade Siamo strong partner nel DT Track Finder dal Nostro e` l’algoritmo in uso, cosi` come alcuni elementi dell’HW (Barrel and Wedge sorters). Continueremo a sostenere questo sistema fino allo switch over al nuovo trigger (infrastruttura uTCA) a fine Nel nuovo LV1 trigger partecipiamo al FW del DTTF, che inizialmente implementa in FPGAs la funzionalita` dell’HW del vecchio DTTF. Tuttavia nel sistema DT upgradato, il TWINMUX ha un ruolo “pivotal” nel curare inefficienze osservate nel DTTF, perche` puo` avere in input le singole camere. – Un unico Barrel Track Finder con inputs da DT,RPC,(HO) raccolti da un sistema allargato TWINMUX. Similmente un Overlap TF (DT+CSC+RPC) e un CSCTF (CSC+RPC(+GEM)). Boards aggiuntive finanziate da altri paesi – Costo per l’INFN: 110KSF (0.2% del costo del phase1 trigger upgrade) (91KEur: 27 anticipati nel 2014, 64KEur nel 2015 su Padova) 9

Muon Barrel LV1 Trigger Phase1 upgrade: una motivazione Attuale algoritmo: DT e RPC: sistemi indipendenti e ridondanti: DTTF: hits in almeno due camere DT allineati lungo la stessa traccia PACT: Hits in 3 su 4 (o 4 su 6) camere RPC allineati lungo la stessa road Dati : sia DTTF che PACT hanno separatamente grande efficienza, MA si puo` sfruttare meglio la ridondanza andando al trigger di singola stazione (DTxRPC nella stessa muon station) η=

TWINMUX avra` input sia DT che RPC. Il trigger di singola stazione (DTxRPC nella stessa muon station) recupera il 10% di inefficienza nella gap tra le ruote 0 e ±1, importante a alti Pt. η=

DT Phase2 Upgrade Le misure a disposizione indicano che le camere supereranno il run2 per fornire una buona performance anche per HL-LHC L’elettronica dei Minicrates (primo livello di RO e trigger) installati sulle camere dovra` invece essere sostituita. Costo totale dell’operazione: 5.8MSF (tutto M&S) – Il costbook dettagliato e` stato scrutinato da CMS e convalidato. – DT Upgrade workshop a fine Novembre per la suddivisione delle reponsabilita` e del R&D 12

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DT Phase2 Upgrade time profile, key R&D issues “sostituzione” dei Minicrates nel Long Shutdown 3 ( ) Due R&D centrali nel periodo – Sviluppo di FW per TDC ad alta risoluzione, veloce e con piccolo fattore di forma al fine di inserire molti canali in pochi FPGA rad hard – Primi studi gia` iniziati in fase di stima dei costi – Sviluppo di FW per ricostruzione degli hits dai valori di TDC e per la verifica del loro allineamento lungo una traccia da implementare in FPGA. 16

Materiale aggiuntivo 17

Background extrapolations to HL-LHC 18