Trigger e DAQ do Detector Central

1. Projeto NEUTRINOS ANGRA Trigger e DAQdo Detector Central Herman Lima Jr Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas15 de Dezembro de 2009

2. Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Tópicos • Atribuições do TDAQ • Equipe atual e Infra-estrutura dedicada • Últimos avanços • Trigger • Trigger N0 e Tags (T1, T2, T3) • Software • Integração • Cronograma • Custo 2009/2010 • Questões para discussão

3. Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Atribuições do TDAQ • processar (digitalizar e discriminar) sinais da • eletrônica de front-end de neutrinos e pulsos do • sistema de VETO • selecionar somente os eventos de interesse • (TRIGGER) • monitorar de forma online estabilidade e • performance dos detectores • monitorar de forma online parâmetros como • temperatura, alta tensão, tensões de alimentação • transmitir e armazenar informações de física e de • monitoração em mídia permanente PMT front-end (amp + disc) Sistema de VETO análise de dados TRIGGER E AQUISIÇÃO DE DADOS

4. Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Equipe atual • NOME ATIVIDADE INSTITUIÇÃO • Herman Lima Jr (líder) hardware/firmware CBPF • Laudo Barbosa software CBPF • Márcio Portes computação CBPF • Antonio Feitosa computação CBPF • Rafael Gama hard/firm/software CBPF • Victor Ferraz firmware/software CBPF • Luis Fernando software Unicamp • Germano Guedes hardware UEFS • Paulo César firmware/software UEFS • Luciano Manhães firmware/software UFJF 10 integrantes, 4 instituições

5. Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Infra-estrutura dedicada • O que ? Onde ? Responsável • 1 Crate VME64 7U CAEN CBPF Herman • 1 Crate VME 64 7U Polyrack CBPF “ • 1 Módulo V1718, VME-USB CBPF “ • 1 Módulo V775N, 16ch TDC CBPF “ • 1 Módulo V812, 16ch CFD CBPF “ • 1 Módulo V792N, 16ch QDC CBPF “ • 1 protótipo SPRO CBPF Rafael Gama • 1 Crate VME 7U CAEN Unicamp Luis Fernando • 1 Módulo V1495, General Purpose Unicamp “ • 1 VME PC MVME31006 Unicamp “

6. Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Últimos avanços • Protótipo SPRO • 1 canal ADC: 12bits (0,4mV), 125MHz  funcionando • 8 canais TDC: 81ps  funcionando para aquisição de imagens de R-X • comunicação USB 1.1 (1MB/s) • firmware e software atualizados e funcionando estáveis (Rafael Gama) • medidas de contagem no escuro com PMT R5912 sendo realizadas (poster de Rafael Gama) • Módulo VME: NDAQ • esquemáticos finalizados em 13/10/09 • layout finalizado em 01/12/09 • 10 protótipos serão fabricados Dez/09-Jan/10 • Software • novas propostas apresentadas em reunião skype (Luis Fernando)

7. Pulso da PMT R5912 no escuro (com pré-amplificador) Amostragem: 125MHz (8ns) Resolução: 12bits (0.5mV) Zoom da linha de base Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Últimos avanços Protótipo SPRO-004

8. Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Últimos avanços Módulo NDAQ • conceito e esquemáticos: CBPF • layout: CBPF e Cadservice • 8 camadas: • 5 camadas de sinais • 3 camadas de planos GND e PWR • Status: • layout da Cadservice • pré-aprovado

9. DETECTOR CENTRAL VETO FRONT-END Tag Logic FPGA 62.5MHz FIFOs NDAQ Tag Logic Event Builder VME PC armazenamento permanente Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Trigger ATLAS / CERN NEUTRINOS ANGRA Trigger Nível 0

10. DETECTOR CENTRAL VETO FRONT-END Tag Logic FPGA 62.5MHz FIFOs NDAQ Tag Logic Event Builder VME PC armazenamento permanente Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Trigger • Trigger N0 • objetivo: somente limitar a taxa de • eventos em função da limitação de banda • do DAQ (quantos eventos podem ser • processados por segundo) • abrangência: todas as PMTs do detector • central • baseado em: threshold em foto-elétrons • por PMT e multiplicidade (número de PMTs • com pulso acima do threshold) • implementação: módulo V1495 (CAEN) • Tag Logic • objetivo: fornecer tags a cada evento • indicando um tipo de condição que • o evento satisfez • Ex: T1, T2, T3

11. t Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Trigger Princípio da Tag Logic neutrino T1 background total t t T2 T3 t

12. Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Trigger N0 e VETO Trigger N1 PMT t=7ns t=1,7ns V1495 64 inputs (CAEN) front-end (amp + disc) conversor LVTTL / LVDS x 36 CBPF TI (SN65LVDS1) x 36 CLK (62,5MHz) x 5 x 5 NDAQ (CBPF) cabo coaxial x 36 Sistema de VETO x 5 x 5 * diagrama para 36 PMTs no detector central

13. VME PC (MVME31006E) NDAQ V1495 ethernet network (1Gbps) Control, Data Acquisition and Storage Monitoring HV system Neutrino DAQ Slow-control electronics Front-end electronics VETO electronics VME rack rack Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Integração

14. Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 DAQ Software - PowerPC com sistema operacional GNU/Linux Debian Lenny - Software de aquisição escrito em C - Comunicação entre VME_PC-PC-”Internet” baseada em Sockets - Transferência de dados usando NFS, SFTP ou SSHFS MVME31006E computador PowerPC PC local Dados Dados SSHFS VME-Bus SSHFS comandos comandos sockets sockets crate VME

15. Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Cronograma

16. solicitado à RENAFAE 2010-2011 Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Custo

17. Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Questões para discussão • Integração • mecânica do Front-end (VME ou NIM?) • mecânica do VETO (VME ou NIM?) • Time tagging • através do MVME31006 ? • Trigger • ??? • Armazenamento de dados • adotar a tecnologia NAS (Network Attached Storage) ?

18. Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Backup slide Hardware specs TS-639 Pro Turbo (qnap.com)

19. Herman Lima Jr VI Encontro Neutrinos Angra – UEFS 14-15 de Dezembro de 2009 Backup slide TS-639 Pro Turbo (qnap.com) Software specs Operating System Embedded Linux Supported Operating System Microsoft Windows 2000, XP, Vista (32-/ 64-bit), Windows 7 (32-/ 64-bit), Server 2003/ 2008 Apple Mac OS X Linux & Unix Backup Solution USB One Touch Backup (Import/ Export) Apple Time Machine Support Block-level Remote Replication* Work as Both Rsync Server & Client* Supports Encrypted Replication between QNAP NAS Servers Backup to External Storage Device Backup to Cloud Storage (Amazon S3) File System Internal HDD: EXT3, EXT4 External HDD: EXT3, EXT4, NTFS, FAT32 Networking TCP/IP (IPv4 & IPv6: Dual Stack) Dual Gigabit NICs with Jumbo Frame Multi-IP Setting, Port Trunking/ NIC Teaming (Modes: Balance-rr, Active Backup, Balance XOR, Broadcast, IEEE 802.3ad, Balance-tld and Balance-ltd) DHCP Client, DHCP Server Protocols: CIFS/SMB, AFP, NFS, FTP, HTTP, HTTPS, Telnet, SSH, iSCSI and SNMP Network Service Discovery (UPnP, Bonjour) Network File Sharing CIFS/SMB (Plus DFS Support) AFP NFS FTP WebDAV Security IP Filter Network Access Protection with Auto-blocking HTTPS Connection FTP with SSL/TLS (Explicit) AES 256-bit Volume-based Encryption Encrypted Remote Replication (Rsync over SSH) Importable SSL Certificate Instant Alert via E-mail, SMS and LCD Disk Management Single Disk, JBOD, RAID 0/ 1/ 5/ 5+Hot Spare/ 6 Online RAID Capacity Expansion Online RAID Level Migration HDD S.M.A.R.T. Bad Block Scan AES 256-bit Volume-based Encryption RAID Recovery Bitmap Support

20. Backup slide

21. Backup slide Here at Nevis we found that our DAQ was having problems due to the clocks on each of the CPU's being out of synchronization.  Since this sort of problem could appear on any software relying on timestamps, I am emailing the list to let you know of our solution.We have installed ntp, a daemon which periodically synchronizes the machine's clock with other specified servers.  These servers may be manually specified, or picked from a managed pool of geographically-local third-party servers (we use a Nevis server as primary, one of the DAQ machines as secondary, and two third-party servers as tertiary).  The following installation is for Debian Linux, and may be found in more detail in the documentation at $DCONLINE_PATH/DCOV/doc/OVRackManual/OVRM.tex  (to be committed within the day). First, install the necessary package:$ sudo apt-get install ntpAs downloaded, the daemon accesses random servers.  Edit the /etc/ntp.conf file to specify servers that are closer to you.  To find the proper servers, consult http://www.pool.ntp.org/en/use.html.  Then restart the daemon:$ sudo /etc/init.d/npt restart ARTHUR FRANKE

22. Backup slide NTP is foresee as a trivial synchronisation across computers in each lab. My recollection was that we can get even milli-second precision via internet (good even for SN physics). I do not know though, whether a simple NTP would do to that. The Aachen team has mentioned the introduction of a GPS system on the trigger system such that we can have a time-stamp of the beginnings of the run. Not hyper critical for the DC physics, but if it happens, great. It was aimed for the ND period (as an upgrade). No news since. Maybe Aachen would like to add anything? ANATAEL CABRERA