Meeting con i referee, 01-02/09/2015 LAR F. Tartarelli.

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1 Meeting con i referee, 01-02/09/2015 LAR F. Tartarelli

2 Cds, 9/Jul/20152

3 Lar in RUN 2  Il calorimetro Lar sta operando correttamente nel RUN2 senza grossi problemi  Durante LS1 sono state effettuate varie operazioni di manutenzione sul calorimetro:  25 schede di FE sono state riparate e questo ha riportato il numero di canali attivi al 99.935% (su 182350) all’inizio del RUN2  Nuovi LVPS sono stati installati e stanno funzionando senza problemi  Nuove migliorie anche nel sw online:  Molte modifiche richieste per poter operare con 4 samples (invece che 5), per poter runnare a 100 kHz a L1  Riduzione tempi di calibrazione  Implementazione di un sistema automatico di veto dei noise bursts prima dell’express processing  Burst di rumore su molte celle (effetto del 0.2% sull’inefficienza nel Run 1) F. TartarelliCds, 9/Jul/20153

4 L1CALO problem  Misconfiguration in the Bunch Crossing Identificaion (BCID) algorithm:  Assigns energy to the correct bunch crossing  Problem for algorithm used for saturated pulses: F. TartarelliCds, 9/Jul/20154

5  Saturated trigger tower assigned to an earlier bunch crossing  Triggered in preceding event  Subsequent events (the event of interest) were vetoed by dead time at CTP level  Consequences for physics:  Events with electrons or photons with p T > 350 GeV may be vetoed (true for all triggers)  Events with jets above p T > 850 GeV may be vetoed (true for all triggers)  Affected EPS samples (first ~100 pb of recorded data) F. TartarelliCds, 9/Jul/20155

6  Siamo responsabili del sistema di HV del calorimetro LAR (EM, adronico e calorimetro in avanti) e del relativo sistema di controllo  Durante LS1 abbiamo effettuato varie operazioni sul sistema:  Sostituzione dei PC di controllo con nuove unita’  Passaggio da Windows a SLC6  Rimpiazzo di moduli di alta tensione obsoleti con nuove unita’ (ogni anno un 10% circa dei moduli piu’ vecchi viene rimpiazzato con nuove unita’ acquistate sui MOFB) F. TartarelliCds, 9/Jul/20156

7  New modules:  40 new 3kV/1.3mA modules with independent generator have been installed in the system. Both EMECs are now fully instrumented with such type modules. The modules can go in current control mode - it has been shown during Run 1 that this mode of operation reduces significantly the inefficiency in case of HV trips.  12 new HV modules with more precise current readout have been installed for FCAL. Used for luminosity monitoring  Varie migliorie sul software di controllo  Alta tensione al valore nominale su tutto il calorimetro dallo scorso marzo F. TartarelliCds, 9/Jul/20157

8  Il sistema sta funzionando regolarmente  All’inizio del RUN1 abbiamo avuto problemi con un alto numero di trip che avevano un effetto non trascurabile sull’efficienza di presa dati  Grosso sforzo per ridurre l’impatto dei trip sulla presa dati nel RUN1  Interazioni con la Iseg per effettuare una modifica hardware ai moduli esistenti per renderli meno sensibili ai trip (+ modifica al firmware)  Acquisto di un nuovo tipo di moduli  Implementazione software di un sistema di autorecovery  Alla fine del RUN1 la situazione era sotto controllo  RUN2?  Pochissimi trip fino ad oggi  Ma luminosita’ ancora molto bassa  Siamo in attesa di vedere l’effetto sul sistema dell’aumento di luminosita’ e intervenire di conseguenza. F. TartarelliCds, 9/Jul/20158

9  Correlation with luminosity  Trip rate high when LHC instant lumi was increasing significantly (x2-3) over a few-day period.  After a couple of days with stable peak lumi, trip rate decreased and remained very low.  When the collisions stopped or if lumi was very low for several weeks (MD, long TS, etc.), this transient “training” period reappears F. TartarelliCds, 9/Jul/20159

10 Richieste finanziarie  FTE coinvolti su maintenance LAr:  1 FTE (stabile rispetto all’anno scorso)  Missioni:  F. Tartarelli, responsabilita’ DCS LAr HV system: 2 mu  Maintenance LAr HV system (fisici): 1 mu  MOFB LAr: 44 kCHF/1.04 = 42.5 keuro  CERN-RRB-2015-027 - April 28, 2015 F. TartarelliCds, 9/Jul/201510

11 F. TartarelliCds, 9/Jul/201511 1 1-4-4-1

12 Lar Phase I upgrade  Upgrade del trigger di L1 del Lar  Aumento della granularita’ permette di usare algoritmi piu’ sofisticati, per esempio, per separazione e/jet  Upgrade dell’elettronica, introduce nuove componenti con compatibilita’ all’indietro  Richiede:  una nuova scheda di trigger (LTDB)  nuovo baseplane del crate (FEC) che ospita la scheda di trigger e le schede di front- end (FEB)  Back-end dedicato F. TartarelliCds, 9/Jul/201512

13 Lar Phase I upgrade  Upgrade del trigger di L1 del Lar  Aumento della granularita’ permette di usare algoritmi piu’ sofisticati, per esempio, per separazione e/jet  Upgrade dell’elettronica, introduce nuove componenti con compatibilita’ all’indietro  Richiede:  una nuova scheda di trigger (LTDB)  nuovo baseplane del crate (FEC) che ospita la scheda di trigger e le schede di front- end (FEB) F. TartarelliCds, 9/Jul/201513

14 LAr Phase 1 demonstrator 17/Sep/2014Referee CSN114  In LS1 e’ stato installato in uno dei crate di front-end un dimostratore del sistema di trigger per la Fase 1  Attualmente in funzione

15 LAr Phase 1 demonstrator 17/Sep/2014Referee CSN115 ATCA crate in USA15 LTDB Crate wil all FEBs and LTDB Installed and configured Fibers from LTDB

16 Lar Phase I  Milano sta lavorando su due items:  Design e produzione dei baseplanes di tipo EMEC-special  Design e realizzazione della parte di power della nuova scheda di trigger  Finanziamento CORE: 250 keuro (al tempo 300 kCHF)  Circa 75.5 kCHF per i baseplanes e 218 kCHF per il powering  2 keuro ricevuti nel 2015  Manpower su Phase 1: 2.4 FTE (stabile rispetto allo scorso anno) F. TartarelliCds, 9/Jul/201516

17 F. TartarelliCds, 9/Jul/201517 8 baseplanes New Baseplane slot assignment

18 Baseplanes  Milano deve realizzare i baseplane di uno dei 5 tipi previsti (EMEC special)  Review del design:  Review interna LAr: 28/29-05-15  Review CERN: 30-06-15  PRR: ~ primavera 2016 (richiede un modulo-0 testato)  Il design e’ quasi terminato  Ci e’ stato chiesto di rendere il design «pin-compatible» a quello degli altri 4 tipi. La LTDB e’ universale: generico pin-out (fatto) F. TartarelliCds, 9/Jul/201518

19 Baseplanes  Dobbiamo cambiare la disposizione di alcune linee per ottimizzare l’uso delle fibre ottiche: cambiando la disposizione di alcune linee e’ possible riempire le fibre e lasciarne alcune come spares (in corso)  La riassegnazione delle slot nel baseplane per l’inserimento delle due LTDB ha reso impossibile il riutilizzo di due schede (patch card) montate in fase di costruzione tra il baseplane ed il feedthrough per correggere errori di cablatura.  Ci e’ stato chiesto di ridisegnare e di produrre le nuove patch card (design quasi finito)  Ci sono due tipi di patch card  16 schedine (4 layers)  Abbiamo proposto il nuovo layout alla collaborazione: in discussione  La nostra proposta semplificherebbe inoltre il fissaggio delle card al baseplane F. TartarelliCds, 9/Jul/201519

20  si F. TartarelliCds, 9/Jul/201520 CADB Signal layers

21 F. TartarelliCds, 9/Jul/201521 Baseplane: back side (towards the calorimeter feedthrough)

22 Milestones 2015  Pensiamo di riuscire a soddisfare questa milestone:  Il design e’ terminato e a settembre, sottometteremo il baseplane per produzione ad una ditta italiana.  Testeremo il baseplane «nudo»  Non sara’ possibile testare il baseplane completamente equipaggiato con tutti i componenti (connettori, ground springs, etc..)  Questi test sono rallentati dalla disponibilita’ dei componenti  Alcuni componenti non sono di facile reperibilita’ ed hanno un’alta quantita’ minima ordinabile  E’ piu’ conveniente acquistare i componenti in numero necessario a tutta la produzione: ci stiamo accordando col CERN e con gli altri istituti interessati per un acquisto centralizzato F. TartarelliCds, 9/Jul/201522 31-10-2015LAR-Upgrade fase 1: LAr baseplane prototypes produced and tested 50% ad oggi

23 Milestones 2016  Ottobre 2016: produzione dei baseplanes terminata  Il design dei baseplanes e’ quasi concluso. Se superiamo il PRR che si terra’ nella primavera del 2016, potremmo sottomettere la produzione degli 8 (+spares) baseplanes subito dopo. F. TartarelliCds, 9/Jul/201523

24 Richieste finanziarie  LAR FASE1 core per Baseplanes:  20 keuro per acquisto componenti per equipaggiare i baseplanes per tutta la produzione  50 keuro per la full production, sub judice ad aver effettuato con successo un system test e ad aver passato il PRR  Missioni:  tecnici al CERN per test Lar baseplanes a EMF: 1 mu  tecnologi al CERN per test Lar baseplanes a EMF: 1.5 mu (dopo i primi test a Milano, i baseplane prodotti saranno testati al CERN, alla facility di test dell’elettronica LAR, insieme agli altri componenti – crate, LTDB) F. TartarelliCds, 9/Jul/201524

25 Power section LTDB  Design della parte di powering della nuova scheda di trigger  Come primo step abbiamo deciso che il prossimo prototipo della LTDB utilizzera’ il vecchio schema di alimentazione ma ci riservera’ un’area (da un lato) dove potremo inserire una scheda col nuovo schema di power (Power Distribution Board)  Permette una proof-of-principle del nuovo schema di power  I design della scheda di trigger e della nostra possono procedere indipendentemente F. TartarelliCds, 9/Jul/201525

26 F. TartarelliCds, 9/Jul/201526  Per questo pre-prototipo la connessione tra LTDB e PDB sara’ realizzata da PIN saldati  Per motivi di spazio la scheda conterra’ solo le alimentazioni digitali  Le alimentazioni analogiche saranno prodotte da LDO sulla LTDB  Questi LDO (ST LHC4913) sono gia’ stati usati in passato e il loro comportamento e’ ben noto

27  Uno degli scopi di questo primo pre-prototipo e’ testare i POL per la parte digitale  FEASTMP: DC-DC converter sviluppati dal CERN F. TartarelliCds, 9/Jul/201527

28 FEASTMP  Input voltage range: 5 to 12V  Continuous 4A load capability, dependent on output power level, limited to 10W  Available in different output voltage versions from 0.9 to 5V.  Radiation tolerant: TID up to >200 Mrad (Si), displacement damage up to 5x10 14 n/cm 2 (1MeV- equivalent), absence of significant SEEs up to > 65 MeV cm 2 mg -1 (only short SETs smaller than 20% of the nominal Vout are observed)  Magnetic field tolerant: up to 40,000 Gauss F. TartarelliCds, 9/Jul/201528

29  Questa prima board per il pre-prototipo usa i FEASTMP nella versione packaged ma sappiamo gia’ che nella versione finale questo non sara’ possibile per motivi di spazio:  Distance between LTDB board and cooling plate = 6 mm, FEASTMP is 8 mm  NO existing versions of FEASTMP fits our requirements (including the Low Profile version)  No further customization envisioned by CERN  We would be looking into “special” solutions  Nella prossima versione useremo probabilmente il nudo ASIC (saranno disponibili testati dal CERN), con il coil in una diversa posizione  un nostro custom layout risolverebbe i problemi di spessore  Integrare il design direttamente nella LTDB o sempre in una mezzanina di power  PRR della LTDB: ~ Giugno 2016 F. TartarelliCds, 9/Jul/201529

30 Milestones 2016  Luglio 2016: design della parte di powering della LTDB terminato  Pensiamo per meta’ del 2016 di avere una soluzione finale per il design della parte di powering  Il PRR della LTDB e’ previsto per Giugno 2016, ma anche se fosse rimandato, pensiamo che la parte di powering possa gia’ essere definitiva per quella data F. TartarelliCds, 9/Jul/201530

31 Richieste finanziarie  LAR FASE1 core per LTDB power  40 keuro acquisto componenti e sviluppo prototipi per system tests e PRR  90 keuro acquisto componenti per tutta la produzione sub judice se system tests OK e PRR passato  Missioni:  tecnici a BNL/CERN per sviluppi e test Lar power:1 mu  tecnologi a BNL/CERN per sviluppi e test Lar power: 2 mu  attivita' fisici/tecnologi per LAr trigger demonstrator al CERN: 1.5 mu F. TartarelliCds, 9/Jul/201531