《大型實驗的數(shù)據(jù)獲取與監(jiān)測系統(tǒng)》-朱科軍(與“數(shù)據(jù)”有關(guān)的文檔共21張)VIP

大型實驗的數(shù)據(jù)獲取

與監(jiān)測系統(tǒng)朱科軍中國科學院核探測技術(shù)與核電子學重點實驗室中國科學院高能物理研究所1第一頁，共21頁。內(nèi)容數(shù)據(jù)獲取在高能物理實驗的位置數(shù)據(jù)獲取的開展幾個大型實驗的數(shù)據(jù)獲取探測器監(jiān)測總結(jié)2第二頁，共21頁。DAQ在高能物理實驗的位置電子學：將探測器輸出的信號放大、成形等處理后數(shù)字化，將信息暫存并作數(shù)據(jù)預處理；觸發(fā)判選：選擇滿足物理條件的好事例，壓縮本底事例；數(shù)據(jù)獲取和在線分析：讀出通過觸發(fā)判選的好事例數(shù)據(jù)，以數(shù)字形式記錄下來；給出反映探測器性能的各種統(tǒng)計圖形以及所獲事例的分類統(tǒng)計圖形，監(jiān)測探測器與電子學工作狀態(tài)；離線數(shù)據(jù)分析：將在線機上記錄下來的數(shù)據(jù)在離線機上進行分析和處理，把數(shù)據(jù)復原為粒子種類、能量、動量等物理量。3第三頁，共21頁。y/nyynn觸發(fā)觸發(fā)：在粉紅色六邊形的物體上標志“y”

在其它物體上標志“n”nytrashSAVEDAQDAQ：保存標志有“y”的物體加快運動速度就有可能出錯觸發(fā)和DAQ的任務(wù)只保存?zhèn)魉蛶戏奂t色六邊形的物體4第四頁，共21頁。y/nyynn觸發(fā)vd判選時間必須檢查移動的每個物體并打上標記-在下一個物體到來之前給出判選結(jié)果-判選時間≤d/v-判選時間越長出錯的可能越小5第五頁，共21頁。y/nnnnn觸發(fā)SAVEDAQnnntrash???觸發(fā)效率不能在太多的粉紅色六邊形的物體上標志“n〞6第六頁，共21頁。y/nyyyy觸發(fā)ytrashSAVEDAQy當超過DAQ的處理能力后就會引起“死時間〞，同樣會喪失被標記為“y〞的物體，降低觸發(fā)效率本底排除能力標志為“y〞的物體也不能超過DAQ的能力7第七頁，共21頁。y/nyynn觸發(fā)nytrashSAVEDAQvd流水線工作方式由多個人同時分步檢查-每個人的檢查任務(wù)在d/v內(nèi)完成

-可以完成更多的檢查任務(wù)

-出錯的可能性更小8第八頁，共21頁。DAQ開展史六/七十年代：基于NIM的FEE，采用CAMAC總線讀出；缺失并行性；KB/s的數(shù)據(jù)處理能力八十年代：基于VME/Fastbus，采用樹狀結(jié)構(gòu)，各結(jié)點有獨立的處理器；有一定的并行性，多級觸發(fā)；MB/s的數(shù)據(jù)處理能力九十年代/21世紀：9UVME/ASIC；點對點高速數(shù)據(jù)通訊/基于以太網(wǎng)交換機互連/PC集群/Linux；并行處理；數(shù)據(jù)驅(qū)動；GB/s的數(shù)據(jù)處理能力未來：ATCA/ASIC；波形數(shù)字化；軟件觸發(fā)9第九頁，共21頁。DAQ控制室Digitaldisplay,noterminalISR.1970P-aP.1980AlotofpersonsinfrontofonescreenLEP.1990AlotofscreensinfrontofonepersonLHC200xThepersonisontothescreen10第十頁，共21頁。ALICEDAQ25GB/sReadoutbandwidth2.5GB/sEventBuildingbandwidth1.25GB/sstoragebandwidth>1PBofdataeveryyear400+opticallinks300+PCs60TBtransientstorage11第十一頁，共21頁。LHCbDAQ12第十二頁，共21頁。CMSDAQBaselineCollisionrate 40MHzLevel-1Maximumtriggerrate 100kHz?Averageeventsize ≈ 1MbyteEventFlowControl ≈ 106Mssg/s?

50kHzatstartup(DAQstaging)No.ofIn-Outunits 512Readoutnetworkbandwidth ≈ 1Terabit/sEventfiltercomputingpower ≈ 106SI95?Dataproduction ≈ Tbyte/dayNo.ofPCmotherboards ≈ Thousands?

6105atstartup13第十三頁，共21頁。ATLASDAQ14第十四頁，共21頁。BESIIIDAQ15第十五頁，共21頁。DAQ系統(tǒng)部署ControlPCs3Bladecenters5ServersRouter4SwitchesUPS16第十六頁，共21頁。ILCDAQconceptual(GLD)ArchitectureVFDVTXECALTPCHCALMUONPPPPPPPPPPPPPPPPDataSteamsLoggerandMassStorage

EventbuildingNetwork10-20Gbit/secProcessorfarm(onebunchtrainperprocessor)Eventmanager&ControlDetectorBuffering(perbunchtraininMbytes/BT=140MB/s)LinksSelectBunchOfInterest(200Hz)SiTMachine1G2.6M5M5K4568K12K9215K10k5MB1MB110MB20MB3MB1MB1GB/s=100PB/year17第十七頁，共21頁。探測器監(jiān)測和控制系統(tǒng)保證探測器的平安穩(wěn)定運行氣體系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、機箱控制、上下壓控制、平安聯(lián)鎖溫濕度測量電子學的刻度可擴展，分布式18第十八頁，共21頁。BESIII探測器控制系統(tǒng)19第十九頁，共21頁。總結(jié)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸/事例