1 / 18

J-PARC/MLF の実験データ収集システム

J-PARC/MLF の実験データ収集システム. 日本原子力研究開発機構 J-PARC センター 中谷　健. 2012/1/28 次世代データ収集システム研究会. 内容. J-PARC/MLF の実験装置 MLF の ソフトウェアコンポーネント ソフトウェアフレームワーク IROHA データ収集システム システム 構成 DAQ モジュール群 イベント レコーディング まとめ. 大強度陽子加速器施設（ J-PARC ）. ハドロン実験施設 Hadron Beam Facility.

margo
Download Presentation

J-PARC/MLF の実験データ収集システム

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. J-PARC/MLFの実験データ収集システム 日本原子力研究開発機構 J-PARCセンター 中谷　健 2012/1/28次世代データ収集システム研究会

  2. 内容 • J-PARC/MLFの実験装置 • MLFのソフトウェアコンポーネント • ソフトウェアフレームワークIROHA • データ収集システム • システム構成 • DAQモジュール群 • イベントレコーディング • まとめ

  3. 大強度陽子加速器施設（J-PARC） ハドロン実験施設Hadron Beam Facility 物質・生命科学実験施設Materials and Life Science Experimental Facility 核変換施設Nuclear Transmutation 500 m ニュートリノ実験施設Neutrino to Kamiokande 3 GeV Synchrotron (25 Hz, 1MW) 50 GeV Synchrotron (0.75 MW) Linac (350m) J-PARC = Japan Proton Accelerator Research Complex Joint Project between KEK and JAEA (former JAERI)

  4. 物質・生命科学実験施設（MLF） 中性子実験装置 23中性子ビームライン Neutron Beam Lines 中性子ターゲット ミュオン実験装置 陽子ビーム 散乱中性子 陽子ビーム

  5. MLF実験装置群 Muon D1 (KEK, JAEA) Muon U (KEK) Muon D2 (KEK) 中性子実験装置：19台 ミュオン実験装置：3台 HRC (KEK) iBIX 大観 (JAEA) DNA アマテラス (JAEA) NOBORU (JAEA) 四季 SPICA (NEDO, KEK) ANNRI PLANET (U. of Tokyo, JAEA) SOFIA (KEK) NOP NOBORU NOP (KEK) 写楽 (JAEA) SPICA HRC アマテラス 千手 (JAEA) SuperHRPD (KEK) VIN_ROSE (Kyoto U., KEK) SuperHRPD 大観 ANNRI (Tokyo Tech. U., JAEA, Hokkaido U.) 匠 (JAEA) 写楽 SOFIA PLANET iMATERIA NOVA (NEDO, KEK） iMATERIA (Ibaraki Pref.) iBIX(Ibaraki Pref.) DNA (JAEA) 四季 （JAEA, KEK, Tohoku U.） NOVA 匠 千手

  6. 解析“Manyo-Lib” 共通ライブラリ 装置依存ライブラリ. 粉末回折 単結晶 非弾性 残留応力 データベース 共通インターフェース 機器監視 制御ログ 解析ログ MLFソフトウェアコンポーネント 可視化 外部機関 共通ソフトウェア 実験制御 2次元 3次元 機器制御器 共通ソフトウェア >3次元 遠隔 解析 機器制御 DAQミドルウェア ソフトウェアフレームワーク “IROHA” ワーキングデスクトップ DAQエレクトロニクス XML/HTTP 統合インターフェース Python 制御スクリプト ストレージシステム 解析スクリプト APIライブラリ 実験データ メタデータ シミュレーション NeXus File 共通インターフェース ネットワーク ストレージ シミュレーター 第1原理計算

  7. IROHAを通した測定の流れ UI デバイス管理 デバイス制御 Server process User made DAQ ミドルウェア デバイス管理サーバー Working Desktop DAQ electronics 測定条件 機器制御ミドルウェア Equipment controllers 運転制御 スクリプト 機器条件 測定条件作成 測定条件送信 DAQ コマンド デバイス管理サーバーが運転制御 スクリプトのスレッドを生成 運転制御スクリプトが機器条件を送信 運転制御スクリプトがDAQにコマンド送信

  8. IROHAと制御ミドルウェア間のXMLメッセージ（1）IROHAと制御ミドルウェア間のXMLメッセージ（1） DAQ.params(“config.xml”) URI : http://ContSv/Dev/Params HTTP POST MINE : text/xml Parameter : <params>config.xml</params> Working Desktop / IROHA 制御ミドルウェア HTTP/1.1 <status>OK</status> 8

  9. IROHAと制御ミドルウェア間のXMLメッセージ（2）IROHAと制御ミドルウェア間のXMLメッセージ（2） DAQ.status() URI : http://ContSv/Dev/Status HTTP GET MINE : text/xml Working Desktop/ IROHA HTTP/1.1 <status>OK</status> <devStatus>Ready</devStatus> 制御ミドルウェア 9

  10. データ収集システム Working Desktop User module Common module IROHA Begin Configure XML End Status Begin End Web Server DAQ Operator XML/HTTP デバイス管理 DAQ Middleware DAQ Status Logger Dispatcher Gatherer Monitor SiTCP SiTCP SiTCP SiTCP SiTCP SiTCP SiTCP 10

  11. 8 He-PSD/module A/D convert (12bit/40MHz) each pulse from PreAmps of both ends of PSD. 24bit/40MHz TOF counter 64MB FIFO memory SiTCP interface データ集積モジュール（NEUNET） 2010年　160㎜×60㎜ 2008年

  12. Open/Close trigger Distribute pulse ID and instrument clock to NEUNET and TrigNET 32kHz crystal clock Neutron monitor input (14bit/40MHz) Hardware gate External trigger input SiTCP interface データ集積モジュール（GATENET, TrigNET） TrigNET T0IN DIO 12 34 56 78 FADC 12 ADC 34 56 • 8chDIO • 2chFADC（１００MSPS） • 4chADC（～1kHz） • SiTCP interface

  13. データ集積モジュール（シンチ系） • READOUT モジュール（256×256ピクセル） • T0分配モジュール • READOUT GATE モジュール • SiTCPモジュール (1) (2) (4) (3)

  14. CPU UI イベントデータ収集システム NEUTRONS CPU DAQs Time, Position Time, Position Time, Position Time, Position Time, Temperature etc. Time, Position DAQ electronics Sample environment, Moderator, etc. Analysis Detectors FS

  15. イベントデータ収集の中性子散乱における実用例イベントデータ収集の中性子散乱における実用例 Multi-Ei測定＠四季（BL01） 時分割測定＠匠（BL19） 構造変化（Brgindex） 過渡現象測定＠NOVA（BL21） d-spacing Li11BD4 低温相 Temp change in time time /min 加速器が停止してもデータが汚染されない 高温相 d-space / Å

  16. NEUNET, GATENET, TrigNETを組み合わせたイベントデータ収集システム（案） TOFトリガ TrigNETは、トリガ入力、パルス入力、レベル変化、ソフトウェアトリガでイベントデータを出力 PulseID 装置時刻 TOFトリガ GATENET 中性子 イベント NEUNET NEUNET NEUNET NEUNET TrigNET • 計測器 • 外部パルス（電磁石のKP、チョッパーの位相トリガ） • 外部レベル（チョッパーの同期状態） • 外部アナログ（温度、磁場…) • T0 • 装置時刻 • 外部パルス • 外部レベル • 外部アナログ • ソフトウェアトリガ GATENET TrigNET ExT ExT ExT Trg Trg Trg Trg Trg Trg Trg Trg Trg Clk Clk Clk Clk Clk Clk Clk Clk Clk NEUNET Neu Neu Neu Neu Neu Neu Neu Neu Neu Neu Neu Neu 40ms 40ms

  17. データ収集システム開発体制 3He-PSD Scintillator Developed by T. Hosoya (Ibaraki Univ.) GEM Developed by H. Ohshita (KEK) BL01 BL02 BL08 BL03 BL17 BL09 BL21 BL18 BL19 BL11 BL12 BL14 BL15 BL20 BL21 BBT DAQ-Middleware core supported by KEK electronics group OpenRTM-aist supported by AIST

  18. まとめ • J-PARC/MLFの実験装置群は共通のソフトウェアフレームワークIROHAのもとで実験制御を行っている。 • データ収集システムはネットワーク分散の形で構成され、柔軟な変更が可能になっている。 • イベントデータ収集によりこれまでできなかったデータ解析が可能になった。

More Related