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AM 32kpat  128kpat Road Warrior. SVT upgrade. SVT upgrade: E’ parte dei DAQ upgrades per aumentare “Trigger bandwidths” Tracce SVX only per migliorare il trigger di leptone inclusivo DAQ upgrades a CDF: 6 M$ Chi saremo – Schedule. Paola Giannetti – Gruppo I Lecce - 24 settembre 2003.

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PowerPoint Slideshow about ' SVT upgrade ' - uriah


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Presentation Transcript

AM 32kpat  128kpat

Road Warrior

SVT upgrade

  • SVT upgrade:

    • E’ parte dei DAQ upgrades per aumentare “Trigger bandwidths”

    • Tracce SVX only per migliorare il trigger di leptone inclusivo

  • DAQ upgrades a CDF: 6 M$

  • Chi saremo – Schedule

Paola Giannetti – Gruppo I Lecce - 24 settembre 2003


Svt silicon vertex trigger
SVT: Silicon Vertex Trigger

XFT + SVX 4/4 (fino a 6/2003)

XFT + SVX 4/5, more efficient

Instead of XFT:

  • m 1<h<1.5

    e 1<h<2.5

    New Functionalities:

    m + SVX 4/5,1< h< 1.5

    e + SVX 4/5, 1< h< 2.5

XFT tracks

SVX hits


I limiti ai rate dei tre livelli di trigger

XFT (2227 k$)

L2 (429 k$)

SRC (Done)

SVT (? K$)

upgrade

350 Hz (L3-EVB)

TDC (2132 k$)

EVB (680 k$)

L3 (631 k$)

upgrade

15 kHz (L2 proc. Time)

L1 Accept rate (Hz)

L2 Accept rate (Hz)

Time (sec)

CSL (?k$)

Offline (1M$)

upgrade

70-80 Hz (L3-CSL)

Dead Time

L3 Accept rate

5%

Time (sec)


Accurate deadtime model (ModSim) to understand DAQ upgrades

M. Schmidt

  • Two SRCs in parallel

  • L2 processor upgrade

  • 87 bit SVX digit.

  • -3 ms in SVT proc.time

  • cut SVT tails above 27 msec

4/4

DeadTime

20 kHz

BUT the recent

use of 4/5 in SVT

changes the conditions!

5%

35 kHz

L1A rate (kHz)

4/4 – 4/5

25 kHz

  • match piu’ debole

  • Ghost roads

  • 5 layers: Pattern + larghi

4/4 – 4/5

27 msec

Time (ms)


Why 4 5 signal yields with 4 5
WHY 4/5? Signal Yields with 4/5

1430

D0

4/5

J/psi

970

D0

4/4

Marco RescignoCSL review 6/23/03


Signal yields in 4 5
Signal Yields in 4/5

Several studies:

  • D0 peaks in RUN 164303 (4/4) and 164304 (4/5) (Rolf)

  • EXPRESS_JPSI stream for 4/5 runs with svtsim emulation of 4/4 to get directly the yield increase of J/psi with both legs an SVT track

  • BGEN MC with realistic simulation of BsDsp(fp) p

  • Increase in signal yield match almost exactly the increase in L3 yield:

    S/B unchanged

GAIN 50-60 %

Marco RescignoCSL review 6/23/03


Tempi di processamento come agisce l upgrade

NUOVA AM piu’ grande

Hit Finders

raw data from

SVX front end

Sequencer

Associative Memory

COT tracks

fromXTRP

x 12 phi sectors

roads

Road Warrior

12 fibers

hits

Track Fitter

to Level 2

Merger

hits

Hit Buffer

Tempi di processamento: come agisce l’upgrade?

  • Ricetta per velocizzare il tempo di esecuzione di SVT:

  • pattern piu’ sottili (AM grande)  menofits.

  • Road Warrior per rimuovere i ghosts


4/5 – 128kp – RW – All

Annovi/Belforte

Gli upgrade riportano

la distribuzione dei

tempi del 4/5 su quella

del 4/4 !

4/5 – upgraded 4/5 – 4/4

Detector Ghosts

XFT

svx


SVT ha recentemente attivato il 4/5.

Complessita’ e tempo di esecuzione sono aumentati.

4/5

Detector ghost 4.3 14.5

ROAD WARRIOR e AM ++ riportano il tempo di esecuzione a quello del 4/4 !


Accurate deadtime model (ModSim)

M. Schmidt

4/5+SVTupgrade  4/4

4/5+SVTupgrade+L2upgrade

4/5 now

Ini_lum=44*1030

3

4/4

16

Ini_lum=32*1030

Ini_lum= 17.5 *1030

Ini_lum=22*1030

17kHz


Trigger di muoni in avanti annovi catastini cerri

BMU

Trigger di muoni in avanti (Annovi - Catastini – Cerri)

1<<1.25 (FRONT) L1 ora:

BMU*BSU(F)*XFT11

rate 8-16Hz @ 4E31

L2: RateLimited @ 0.7 Hz

1.25<<1.5 (REAR) L1 ora:

BMU*BSU(R)*TSU

Rate 200-400Hz @ 4E31

L2: RateLimited @ 1.3 Hz

1<<1.25BSU(F)

1.25<<1.5 BSU(R)

SVX

TSU

  • Usiamo SVT*BMU*BSU per un unico trigger, senza bias in  ! Goal reiezione ~ 20-50.

  • leptoniprontidi alto Pt solo 30kpatterns 95% efficiente per Pt>8 GeV e d0<500m (ottima efficienza fino a 4 GeV). Implementiamo il 4/5.


STUDIO del NUOVO TRIGGER

  • Qualita’ delle tracce SVX only: studio su dati e MC

  • Efficienza selezione L2: studio tagli su dati Z0 mm

  • Regezione del fondo: studio su dati selezionati da L1 ora


J/Psi: MC vs SVT

SVT: 2<10; |MCf0 – SVTf0|< 0.015

s(f)=0.007

sPt/Pt2=0.08

MCf-SVTf

MCPt-SVTPt

MCCRV-SVTCRV

QUALITA’ delle tracce SVX only? Limit: s(f) = 0.002,

sPt/Pt2 = 0.07

L1_MU data: offline vs SVT

SVT 2<10; |offlf0 – SVTf0|<0.015

f(SVT)- f(offl)

s(f)=0.008

f match

h match

Pt match

f effic.

h effic.

Pt effic,

sPt/Pt2=0.095

60%

60%

60%

c(SVT)- c(offl)


f0 offl vs fBMU

fBMU–f0 offl (best)

f0 SVT vs fBMU

fBMU–f0 SVT (best)

  • matching

    cut

Scegliamo il trigger di livello 2: quali tagli?

fBMU–f0 offl

Z0-> data : Pt>4 & 2<10

Z0 eff

~ 50%

f0 offl vs fBMU

fBMU–f0 offl (best)

fBMU–f0 SVT (best)

f0 SVT vs fBMU

5o

Pt>4 & 2<10+|fBMU–f0 SVT|< 5O

CUT

fBMU–f0 SVT

L1 MU data

Per stimare la reiezione

Reiezione fondo

~ 22


Conclusioni
Conclusioni

  • L’upgrade di SVT permettera’ un raddoppio della banda passante di L1 ed e’ parte fondamentale del DAQ upgrade.

  • L’uso di tracce SVX only permette un trigger inclusivo di muoni in avanti e di abbassare le soglie di trigger per gli elettroni nel plug.


Pisa:

Annovi dottorando (100%)

Bardi ingegnere - art. 23 (100%)

Dell’Orso prof. Associato (100%)

Giannetti dirigente di ricerca (100%)

Spinella assegnista INFN (50%)

Ferrara:

Damiani assegnista (10%)

Sartori assegnista (50%)

Tripiccione prof. Ordinario (10%)

Cotta tecnologo (10%)

Chiozzi tecnico (20%)

“A Standard Cell based Content-Addressable Memory System for Pattern Recognition”

A. Cisternino et al., CERN/LHCC/98-36


TEMPI DI REALIZZAZIONE

  • Nuova AM-board: inizio estate 2004 (Pisa)

  • durante estate 2004: test con FPGA (Pisa)

  • Progetto prototipo AM-chip: luglio 2004 (Ferrara-Pisa)

  • consegna chip ~2 mesi – disponibile ad ottobre.

  • Nuova LAMB: montare nuovo AM-chip a ottobre 2004 (Pisa)

  • test del chip + scheda: ottobre – dicembre 2004 (Pisa-Ferrara)

  • produzione: inizio 2005 (Pisa-Ferrara)

  • installazione: estate 2005 (Pisa-Ferrara)

  • Altri DAQ/Trigger upgrade: previsti nel 2006

RUN Multiprojects di Europractice: nel 2003 tutti

i mesi eccetto luglio e Dicembre

http://www.europractice.imec.be/europractice/

Road Warrior: fattibilita’in Pulsar  S. Belforte (~60 k$ Fermilab)

messa in opera entro fine 2003  F. Spinella


Backup slides
Backup slides

SVT

backup slides


Il tempo morto (< 5%) genera limiti alla

banda passante dei 3 livelli

  • ……………….

  • L1 accept rate of 30kHz appears to be achievable

    • Two SRCs, 7-bit digitization

    • SVT improvements

    • L2 upgrade

  • L2 peak rate limited by Event-builder

    • Current limit ~350 Hz

    • EVB group: 450 is possible- TDC improvements coming

      • Will keep up at high luminosity

  • Level 3 Limitations

    • Input: CPU power …..

    • Output: Logging Rate……

J. Lewis

CDF CSL

Review

23 June 2003


Level 1 @lum 40x10 30 cm 2 sec 1
Level 1 @Lum=40x1030 cm-2 sec-1

  • Two Major Components

    • Calorimeter Triggers: Jets, electrons, photons, etc.~4-5 kHz

      In SVT: L1_JET10_&_SET90 (Higgs multijet)

      L1_TWO_TRK2_&_TWO_CJET5 (Zbb)

      L1_MET15_&_TWO_TRK2 (Higgs Z  nn) ~2 kHz

      L1_TWO_TRK10_DPHI20 (Di TAU exotic)

      L1_EM8 (Gamma + bjet)

      L1_CEM4_PT4 (B electron)

      L1_CMUP6_PT4 (B muon)

    • Hadronic B Decays: Two XFT tracks~11-12 kHz

  • Using three classes of B triggers

    • Scenario A

      • pT>2, pT,1+pT,2>5.5, opp. charge, Df<135°; DPS for safety only

    • Scenario C

      • pT>2.5, pT,1+pT,2>6.5, opp. charge, Df<135°; NO DPS

    • Low PT

      • pT>2, Df<90°; Heavy DPS, saturate bandwidth

      • Not considered for long-term

J. Lewis

CDF CSL Review

23 June 2003


Level 2 Predictions

XFT (2227 k$)

L2 (429 k$)

SRC (Done)

SVT (? K$)

upgrade

TDC (2132 k$)

EVB (680 k$)

L3 (631 k$)

upgrade

CSL Bandwidth: Aggressive

Trigger Model

To stay below 21Mb/s

Some physics

losses

With baseline cuts,

saturate bandwidth at ~7e31 if 30 kHz allowed @L1

CSL (?k$)

Offline (1M$)

upgrade

J. Lewis

CDF CSL Review

23 June 2003


  • Year chip boards devel. Total

  • 2003? 120 kE 10 kE (test b.) 5 kE 135 kE

  • - 10 kE (protot.) 30 kE 40 kE

  • 53 kE 40 kE (produc.) 60 kE 153 k

  • Ferrara Pisa

  • Road Warrior e’ pagato da USA: sottratti i

  • 35 kE corrispondenti nel 2005 (grazie Stefano!)


Level 2 operation
Level 2 Operation

  • Approximate Timing Diagram

Ready to load next event


3d info from svt

6 electrical barrels

Z

3D info from SVT

  • Due categorie di tracce SVT:

  • (Dz=0) Tracce che entrano escono dallo stesso barrel

  • Tracce che attraversano i barrel. Conosciamo il sengo di .

  • Una traccia SVT corrisponde ad una

  • traccia offline se Dz=0 oppure se Dz

  • ha lo stesso segno di .


BSU

DT1< Thr.

DT2< Thr.

L1 Trigger:

(DT1< Thr. ORDT2< Thr.) AND BSU

Camere dei MU (BMU) + scintillatori

esterni (BSU)


Come migliorare il fattore di reiezione per il trigger di m
Come migliorare il fattore di reiezione per il trigger di m

Migliorabile con semplici accorgimenti aggiuntivi:

  • Uso dell’informazione di hadron timing

  • Riduzione della finestra temporale per gli scintillari BSU e TSU

  • Usare il beam constraint per il track fitter

    • Migliora la risoluzione in Pt

    • Riduce il numero delle tracce false



0.9

0.9

0.8

0.7

5 GeV

Higgs bb (mass = 110 GeV)

Z0 ha efficienze minori (mass = 90 GeV)


RUN IB

Minimum

Bias events


Why 4 5 is more complex

4/5 4/5 4/5

5/5 4/5

This road share all hits with the 5/5. It’s a ghost.

These 3 roads share all hits. Two are ghosts.

NOW pattern recognition with 5 SVX layers uses larger patterns w.r.t. 4 SVX layers

More fakeroads and more hits inside roads

Solution: More AM  thinner patterns  reduce fakes

Why 4/5 is more complex?

Ghosts are 60-70% of 4/5 roads.

Removing them speeds up 4/5 processing time.



Super

Pattern

Super Bin

Full

Resolution Hits

Road

Road

use most

significant

bits only

Tracking in 2 steps: find Roads,

then findTracks inside Roads


The Event

The Pattern Bank

...

TRACKING WITH

PATTERN MATCHING

The Associative Memory (AM)

  • Dedicated device-maximum parallelism:

  • each pattern has its private hardware to

  • compare with the event.

  • Roads search during detector readout

Bingo scorecard


SVX only c2 distribution


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