CMS DT report preventivi 2015 INFN 2014.09.16 Sezioni Bologna, Padova, Torino G.M. Dallavalle (INFN Bologna) CMS Muon DT PM 1.

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1 CMS DT report preventivi 2015 INFN 2014.09.16 Sezioni Bologna, Padova, Torino G.M. Dallavalle (INFN Bologna) CMS Muon DT PM 1

2 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

3 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

4 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 172200 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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6 Budget manutenzioni e operation: M&O-B Dall’integrale di spesa dal 2009-13 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

7 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 2015- 2016 – 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

8 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 < 10 -12 10Gbps Pseudo Random Pattern sent by TwinMux and received by MBTF on all 12 links No errors up to 10 -15

9 Muon LV1 Trigger (DT) Phase1 Upgrade Siamo strong partner nel DT Track Finder dal 1998. 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 2015. 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

10 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 2010-2012: 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=0.25 10

11 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=0.25 11

12 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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16 DT Phase2 Upgrade time profile, key R&D issues “sostituzione” dei Minicrates nel Long Shutdown 3 (2022-23) Due R&D centrali nel periodo 2016-2019 – 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

17 Materiale aggiuntivo 17

18 Background extrapolations to HL-LHC 18