M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I CMS ECAL STAUS REPORT Produzione Cristalli Produzione Moduli Produzione Supermoduli Stato Elettronica.

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1 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I CMS ECAL STAUS REPORT Produzione Cristalli Produzione Moduli Produzione Supermoduli Stato Elettronica Stato Sistema di Raffreddamento

2 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I PRODUZIONE CRISTALLI Settembre 2002 Upgrade tecnologico per lingotti da 65mm (2EB) completato  138 forni adattati  nuova macchina di taglio “a filo” in opera Consegne secondo schedula 3Q-2002 (in tecnologia 65mm)  prima tranche cristalli contratto SCIONIX (ETHZ):2600  ripresa della produzione contratto ISTC: 200 cristalli Totale cristalli ad oggi: 11700 Prossima consegna: 2600 a fine ottobre

3 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I PRODUZIONE CRISTALLI Profilo temporale consolidato Assumes 2 crystals per ingot for barrel and endcap Add 6000 preproduction crystals for Barrel

4 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I PRODUZIONE MODULI Settembre 2002 Moduli (unità da 400/500 cristalli) in produzione secondo la schedula 2002 nei due Centri Regionali CERN (M1,M4) e Roma (M2,M3 ):  SM0 e SM1 completati  SM3 in costruzione  problemi di immagazzinamento in attesa dei Super Basket M2 e M3 trasportati con successo da Roma al CERN  Studio dettagliato del comportamento della struttura Due moduli ogni 34gg (Produzione Moduli EB completa < 2004) è un ritmo di crociera che richiede la capacità di montaggio di 50 cristalli/g nel corso del 2003  attuale manodopera non sufficiente a raggiungere tale ritmo

5 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I operationminutes/crystal reception, visual inspection15 ÷ 20 Xtals characterisation (ACCOR) 5 ÷ 6 assemble and char. SubUnits15 ÷ 16 assemble SubModule6 ÷ 7 assemble Module5 ÷ 7 shipping Modules1 TOTAL47 ÷ 57 Includes all reception operations : storage, box opening, transfer to working area, etc. 15 min: reset machine before start 25 min: run the RefLy measurement 30 min: start the ACCOR run 70 min (10min/tray): machine control 15 min: stop the ACCOR run (2days x 2operators)/module 15 min: gluing operation 30 min/3trays: Capucinette 1h/Submodule (1day x 2operators)/shipping 39 to 48 hours (no contingency) are needed for a daily processing capacity of 50 crystals and related ECAL Barrel Modules components PRODUZIONE MODULI 6 - 7 operatori necessari a regime

6 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I Moduli in produzione al Centro Regionale ECAL-CMS INFN/ENEA Moduli gia' spediti al CERN: SM0/M2 10 Giugno 2002 SM0 SM0/M3 24 Giugno 2002 SM2/M2 290 SottoUnita'pronte SM2/M3 in fase di qualifica cristalli SM2 SM1/M2 pronto per la spedizione SM1/M3 SM1 pronto per la spedizione PRODUZIONE MODULI

7 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I modules of SM1, ready for transport SM1/M2SM1/M3 PRODUZIONE MODULI

8 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I PRODUZIONE MODULI trasporto Test di rottura su singolo sottomodulo Test vibrazioni su falso modulo

9 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I SM0/M2 PRODUZIONE MODULI trasporto

10 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I PRODUZIONE MODULI trasporto Monitor: accelerazioni temperatura pressione visivo

11 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I PRODUZIONE MODULI trasporto cristalli/pianale Analisi dati in corso Miglioramenti in studio

12 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I PRODUZIONE SUPERMODULI Settembre 2002 Inizio produzione a regime dei SM “nudi” prevista per Marzo 2003  dipende dalla produzione dei Super Basket prototipi verificati in specifica consegnati al CERN in Giugno gara per la produzione di serie avviata Primo Super Modulo assemblato con successo e senza particolari difficoltà al CERN in Luglio Cruciale per la “vestizione” l’inizio della consegna di elettronica e cooling per Gennaio 2004

13 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I PRODUZIONE SUPERMODULI

14 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I STATO ELETTRONICA Revisione radicale del progetto possibile grazie alla tecnologia radiation hard 0.25  m CMOS :   trigger e data storage sul rivelatore  read out dei dati solo in caso di L1 OK  tre link ogni torre di trigger (25 xl) Riduzione di un fattore 8 dei data link e semplificazione dell’elettronica off detector, costo stimato del sistema (33MCHF) inferiore al limite di 36MCHF contingenza inclusa Stesso schema del TP (1994)

15 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I STATO ELETTRONICA VFE board: FPPA & ADC (5 cristalli). ADC OK, FPPA problemi (capiti) FE board: 2 nuovi chip per read out e storage di 5 cristalli,  5 e  25 da disegnare ex novo Layout e integrazione elettro-meccanica (incluso il raffreddamento) da ridisegnare (partecipazione di Milano)

16 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I STATO ELETTRONICA Settembre 2002 The Front-end electronics system has been specified. The final design review of the FPPA was successfully completed in June and the chip has been submitted for fabrication with the expectation that it will returned at the end of November 2002 The AD 9042 ADC will be procured as soon as the FPPA has been successfully tested The VHDL code that describes the required functionality of the Fenix chips has been completed and transferred to RAL who have started the design of the ASIC version of the Fenix chip which will be submitted for fabrication in Dec. 2002. The design of the FPGA version of the Fenix chip has been completed and the FE board design that will support both versions of the Fenix chips has been completed by RAL. Fabrication of the board will be complete in October 2002. The GOL chip is available in prototype quantities, the design of the Opto-Hybrid that houses the laser diodes has started and the Opto-Hybrid connector pin-out has been agreed between all parties

17 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I STATO ELETTRONICA Although there is every reason to believe, after the successful review in June 2002, that the submitted FPPA will meet to the required performance specification, this very demanding analogue electronics still represents the largest risk to the ECAL project. Contingency plans have therefore been approved to develop a backup 0.25µ CMOS amplifier and a low power 40Mhz, 12 bit ADC. Both designs will be ready for fabrication in December 2002 and available for testing in March 2003. The ADC development is done by a specialist commercial firm and will not interfere negatively with the baseline program. If successful, a VFE system in 0.25µ technology could be tested in Q2 2003. Final Design Review of FENIX ASICNov 2002 400 Electronics Channels Test (FPGA) Mar 2003 400 Final Electronics Channels Test (ASIC)Jun 2003 EE Supercrystals Tested in Beam with EB-FPPASep 2003 Ampio spazio per nuovi collaboratori con esperienza specifica

18 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I STATO ELETTRONICA Contatti con il management di ECAL hanno portato ad identificare alcuni punti cruciali sui quali il contributo del gruppo di Torino sarebbe di grande rilevanza: –Test FPPA (o successore 0.25  m) –Test VFE board (o successore per 0.25  m) –Sviluppo nuova VFE per 0.25  m? –ASIC? Interesse del gruppo di Torino: C.Biino (I Ric INFN), N.Cartiglia (Ric INFN), F.Marchetto (I Ric INFN), E.Menichetti (P.O.), R.Mussa (Ric. INFN), N.Pastrone (I Ric INFN) Circa 3 f.e. nel 2003

19 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I ELETTRONICA Front-End Torino Test, validazione e calibrazione di parte dei –Preamplificatori Sistema di test parzialmente sviluppato da Lyon I Completamento sviluppo e duplicazione a Torino per test primi 2 supermoduli (strumentazione commerciale+interfacce custom+PC+LabView) –Very Front-End boards 3 sistemi: validazione, burn-in,calibrazione Validazione: mini-crate, schede custom (in buona parte sviluppate) Burn-in: non preso in considerazione per ora Calibrazione: mini-rack, schede custom (in buona parte sviluppate)

20 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I ELETTRONICA Front-End Torino Disegno, ingegnerizzazione e costruzione (parziale) di –Front-End Board (nuova versione) Necessaria per preamp 0.25 (Decisione: Novembre 2002) Sviluppo: modifiche schema, layout Produzione:1/4 totale (20000)  5000 (CORE non aggiuntivo) Sviluppo di ASIC (contatti preliminari) Richiesta di aiuto su sviluppo di ASIC per ECAL Buone possibilita’ in sezione (G.Mazza) Non si pensa a contributi per costruzione

21 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I STATO ELETTRONICA Electronics Systems Review of the Barrel ECAL Electronics systemSep 2003 EB Off detector electronics ESRJan 2004 FE Electronics delivered and tested for 12 SupermodulesApr 2004 EB Front-End Electronics Production CompleteDec 2004 EB Off-detector Electronics CompleteAug 2005 ESR of the End-Cap ECAL Electronics systemSep 2004 Electronics for 1st Dee completeFeb 2005 EE Off detector electronics ESRMar 2005 EE Off detector electronics production completeFeb 2006

22 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I STATO RAFFREDDAMENTO Milano La progettazione del sistema di raffreddamento la sua integrazione meccanica con l’elettronica è in pieno svolgimento con la partecipazione di primo piano del gruppo di Milano Un prototipo di tale progetto verrà realizzato e testato nel 2003 Le responsabilità progettuali e costruttive che Milano ha acquisito sono numerose, le più importanti si riferiscono alla realizzazione delle barre di raffreddamento e dello schermo termico Il sistema di raffreddamento fin qui sviluppato non subirebbe modifiche sostanziali nel caso si dovesse passare alla soluzione di back-up per l’elettronica di VFE (la potenza dissipata per canale è lievemente inferiore)

23 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I TEST RAFFREDDAMENTO 18°C19°C 18°C19°C T sensore capsula (cristallo) Segnale fisico cristallo variazione  4% compatibile con 2%LY+2%M APD Milano-Analisi dati in corso

24 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I STATO RAFFREDDAMENTO Preliminary Cooling and Integration ReviewNov 2002 EDR (EB Cooling and Integration)Jun 2003 Complete Preliminary Evaluation of dressed SM0 Nov 2003 Progress Review of Integration of EB electronicsMar 2004

25 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I PRODUZIONE SUPERMODULI 20042005 2003

26 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I TEST BEAM Presa dati dal 29 luglio al 18 Settembre Test di: elettronica (ricostruzione del segnale) temperatura monitor resistenza alle radiazioni (elettroni e pioni) possibile utilizzo dati Lab per calibrazioni T=0 accuratezza posizionamento (in vista calibrazione) Ottima collaborazione Roma-Milano, analisi in corso con risultati molto preliminari

27 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I G. Franzoni, A. Ghezzi, P. Govoni, A. Meregaglia (Milano) M. Obertino (Minnesota), F. Cavallari (Roma) VERY VERY PRELIMINARY FIRST LOOK Comparison of Laboratory Measurements and Test-Beam Results

28 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I TEST BEAM crystal LY APD gain Electronic calibration with test-pulse (ACCOS) (HAMAMATSU) (LYON)

29 M. Diemoz – INFN Roma Catania 19 Settembre 2002 - Gr I  = 3% TEST BEAM Un esempio di Data Handling su piccola scala