Local Trigger Control Unit prototipo M. Della Pietra, A. Di Cicco, P. Di Meo, G. Fiorillo, P. Parascandolo

LTCU – Prototipo: funzionalità generali CH_out 1 scheda per ognuno dei 20 Racks per camera (80 in total) dove sono cablati i piani di induzione II e collezione. Riceve in ingresso 9 + 9 32 analogiche provenienti dalle schede di front-end v791. 9 32 from v791 T1 LTCU 9 T2 TCU La LTCU discrimina i 18 ingressi rispetto a tensioni di soglia (una diversa per ognuno degli ingressi) settate da un controllore remoto. Inoltre può mascherare gli ingressi rumorosi. Da in uscita due proposte di trigger (T0 and T1), ognuna è costituita dal FastOR di 9 ingressi omologhi. Conta le proposte di Trigger di ognuno dei 18 ingressi. Può porre in uscita sul pannello frontale una delle uscite dei comparatori a scelta. Tutte le funzionalità del prototipo sono guidate da remoto via RS232.

LM6172 per pilotare le soglie di discriminazione LTCU - prototipo 18 ingressi ASum Nessun Ingresso Connettore Tensioni Oscillatore - 10 MHz LM6171 – Inseguitori di tensione LM6172 per pilotare le soglie di discriminazione TLC5628C 8bit – 8ch seriale XILINX Spartan 2 XC2S100 – 5PQ208 18 discriminatori TL711 Posteriore RS232 in\out 2 FastOR out 18x1 Mux out Controller VME in\out Anteriore

LTCU - Schema a blocchi

LTCU – Schema a blocchi della FPGA Chout 18 MUX D[8-0] T1 Interfaccia di Ingresso: Maschere & FastOR 9 T2 Read channel 9 RAM Interna Xilinx Spartan 2 Contatore di trigger D[17-9] Sync 18 18 D[17-0] Write mask Read mask Interfaccia RS_232 S_IN Time window S_OUT Read cnt SDATA Write DAC 3 Interfaccia DAC 4 Test pulse 3 SCLK

LTCU – Occupazione della FPGA Lo spazio rimanente può essere utilizzato per un ampliamento delle funzionalità della logica di gestione nella versione definitiva Occupazione 36%

LTCU – Protocollo di comunicazione (I) Protocollo per l’impostazione delle funzionalità: Write mask: 4 bytes (1 Control Word + 3 byte di dati); Read mask: 1 byte (CW) ; Write DAC: 3 bytes (1 CW + 2 byte dati); Read cnt: 2 bytes (1 CW + 1 byte dati); Time window: 1 byte (CW); Test pulse: 1 byte (CW); Read channel: 2 bytes (1 CW + 1 byte dati).

LTCU – Protocollo di comunicazione (II) WRITE_MK: maschera i canali d’ingresso. Control word byte: 00100000 READ_MK: legge quali canali sono mascherati. CW byte: 01100000 WRITE_DAC: imposta le soglie di discriminazione. CW byte: 00010000 READ_CNT: legge le proposte di trigger di un canale di ingresso dalla RAM. CW byte: 01010000 TEST_P: da un segnale di test sui canali d’ingresso. CW byte: 000010tt (i 2 bits meno significativi sono dedicati alla selezione degli ingressi da testare) T_WIN: seleziona la finestra temporale in cui eseguire i conteggi. CW byte: 000001ww (i 2 bits meno significativi sono dedicati alla selezione della finestra temporale) READ_CH: seleziona il canale da portare in uscita sul pannello frontale. CW byte: 11000000

LTCU – Software di controllo La LTCU è controllata via RS232 attraverso lo LTCU Control software sviluppato in NI Labview; Dal software di controllo possono essere governate tutte le funzionalità della scheda.

LTCU – Software di controllo: schermata di avvio Si può scegliere l’operazione da eseguire: Settare le tensioni di soglia dei discriminatori; Mascherare gli ingressi e verificare quali ingressi sono mascherati; Contare le proposte di trigger e visualizzare l’istogramma dei conteggi, la media e la deviazione standard per ogni canale; Testare il funzionamento dei discriminatori inviando impulsi di test al loro ingresso; Scegliere l’uscita dei comparatori da portare sul pannello frontale della scheda; Selezionale la porta seriale del PC sulla quale eseguire la comunicazione.

LTCU – Software di controllo: impostazione delle soglie Vengono impostate solo le soglie dei canali abilitati Oppure possono essere impostate contemporaneamente tutte le soglie allo stesso valore

LTCU – Software di controllo: impostazione delle maschere Si può scegliere da quali ingressi eliminare le maschere Si può poi verificare lo stato delle maschere All’accensione tutti canali sono mascherati

LTCU – Software di controllo: conteggio dei triggers Al temine dell’acquisizione vengono generati gli istogrammi per ciascun canale acquisito e vengono calcolate le medie e le deviazioni standard Si seleziona la finestra temporale in cui effettuare il conteggio (1s – 2s – 4s – 8s), i canali da acquisire e il numero di volte che si vuole iterare le operazioni.

LTCU – Software di controllo: impulsi di test I 18 canali di test sono stati suddivisi in quattro gruppi: Dal canale # 0 a 4 Dal canale # 5 a 8 Dal canale # 9 a 13 Dal canale # 14 a 17

LTCU – Software di controllo: selezione di un canale discriminato in uscita Si può scegliere l’uscita del comparatore da portare sul pannello frontale della scheda

Test Tutte le funzionalità della scheda sono state testate e sono funzionanti. L’algoritmo usato per il conteggio delle proposte di trigger è stato testato e risulta funzionante. I test elettrici hanno evidenziato un corretto funzionamento dello stadio analogico di ingresso con segnali di prova. Sono in corso i test sul rumore elettronico della scheda. Sono in programma i test di funzionamento su rivelatore sia sull’apparato di rivelazione del gruppo Icarus di Napoli che al CERN.

Conclusioni Il lavoro di tesi è sostanzialmente concluso. La scrittura dei primi due capitoli della tesi è terminata. I prossimi impegni sono sostenere l’ultimo esame del coso di studi e terminare la scrittura del lavoro di tesi