Proyecto ALIBAVA Ricardo Marco-Hernández IFIC(CSIC-Universidad de Valencia) 1 Proyecto ALIBAVA Reunión Electrónicos IFIC, 27 de mayo de 2010 Marco-Hernández,

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1 Proyecto ALIBAVA Ricardo Marco-Hernández IFIC(CSIC-Universidad de Valencia) 1 Proyecto ALIBAVA Reunión Electrónicos IFIC, 27 de mayo de 2010 Marco-Hernández, R. a a Instituto de Física Corpuscular (IFIC), Universidad de Valencia-CSIC,Valencia, Spain.

2 ¿Qué es el proyecto ALIBAVA? Colaboración entre University of Liverpool, CNM-Barcelona e IFIC-Valencia iniciada en 2005. Colaboración entre University of Liverpool, CNM-Barcelona e IFIC-Valencia iniciada en 2005. Para diseñar un sistema de adquisición para detectores de silicio basado en el ASIC Beetle. Para diseñar un sistema de adquisición para detectores de silicio basado en el ASIC Beetle. Sistema pensado originalmente para uso propio de la colaboración. Sistema pensado originalmente para uso propio de la colaboración. Dado el interés despertado en RD50 se empezó a comercializar este sistema en 2009 a través de D+T Microelectrónica. Dado el interés despertado en RD50 se empezó a comercializar este sistema en 2009 a través de D+T Microelectrónica. Actividades principales hasta ahora. Actividades principales hasta ahora. − Diseño y test del sistema. − Producción y comercialización del sistema. − Asesoramiento técnico a los usuarios. − Actualización del sistema. No obstante, el proyecto ALIBAVA ha ampliado sus objetivos. No obstante, el proyecto ALIBAVA ha ampliado sus objetivos. − Diseño de un telescopio para test beam. − Adaptación de nuestro sistema a otros campos científicos (XFEL, ALBA, etc). Ricardo Marco-Hernández IFIC(CSIC-Universidad de Valencia) 2 Proyecto ALIBAVA Reunión Electrónicos IFIC, 27 de mayo de 2010

3 Sistema de adquisición para detectores de silicio Dos partes principales: parte software (PC) y parte hardware.Dos partes principales: parte software (PC) y parte hardware. Parte hardware: basada en dos placas electrónicas.Parte hardware: basada en dos placas electrónicas. – Mother board diseñada para: Procesar los datos analógicos procedentes de los chips Beetle.Procesar los datos analógicos procedentes de los chips Beetle. Procesar las señales de trigger de entrada (fuente radioactiva) o generar la señal de trigger de salida (sistema láser).Procesar las señales de trigger de entrada (fuente radioactiva) o generar la señal de trigger de salida (sistema láser). Controlar a bajo nivel toda la parte hardware.Controlar a bajo nivel toda la parte hardware. Comunicarse con la parte software por USB.Comunicarse con la parte software por USB. – Daughter board: Tamaño reducido.Tamaño reducido. Dos chips Beetle (256 canales) y la electrónica necesaria para su funcionamiento.Dos chips Beetle (256 canales) y la electrónica necesaria para su funcionamiento. Sistema de conexión y fijación de los detectores.Sistema de conexión y fijación de los detectores. Parte software:Parte software: – Controla todo el sistema para configuración, calibración y adquisición de datos. – Genera archivos de datos en formato adecuado para su análisis posterior. – Interfaz con el usuario para el control del sistema y monitorización de los datos. Ricardo Marco-Hernández IFIC(CSIC-Universidad de Valencia) 3 Proyecto ALIBAVA Reunión Electrónicos IFIC, 27 de mayo de 2010

4 Producción, test y distribución del sistema: datos Se han producido, montado y testado: Se han producido, montado y testado: − 37 MBs. − 50 DBs. − 40 cajas para MBs y 50 cajas para DBs. − 3 tipos diferentes de detector boards. − 200 fanins. Prototipos fabricados y montados en IFIC.Prototipos fabricados y montados en IFIC. Producción y montaje en serie en empresas externas.Producción y montaje en serie en empresas externas. Se han distribuido hasta ahora: Se han distribuido hasta ahora: − 5 MBs y 10 DBs para uso propio. − 28 sistemas completos. − 12 DBs extra. Nueva producción ya lanzada para nuevos pedidos:Nueva producción ya lanzada para nuevos pedidos: – 50 DBs. – 50 MBs. Ricardo Marco-Hernández IFIC(CSIC-Universidad de Valencia) 4 Proyecto ALIBAVA Reunión Electrónicos IFIC, 27 de mayo de 2010

5 Actualización ALIBAVA Se ha realizado una actualización del sistema para cubrir una serie de peticiones.Se ha realizado una actualización del sistema para cubrir una serie de peticiones. – Capacidad del sistema para enmascarar cualquiera de los dos ASICs Beetle. – Digitalización de los 16 datos del encabezado además de los 128 canales analógicos de cada Beetle. – Capacidad de realizar la calibración con un retraso variable progrmable por el usuario (resolución de 1 ns y rango de 255 ns) para la recontrucción del pulso analógico de entrada a partir de los datos de calibración. – Capacidad de reset por software del sistema cualquiera que sea su estado. – Mejora del reset del sistema. – Información sobre la versión del firmware: carga de la versión software correspondiente automáticamente. La actualización ha supuesto cambios en diferentes niveles.La actualización ha supuesto cambios en diferentes niveles. – En hardware de la FPGA. – En firmware del microprocesador embebido en la FPGA. – En software. Programación de FPGAs por usuario o en IFIC.Programación de FPGAs por usuario o en IFIC. Software descargable desde twiki.Software descargable desde twiki. Ricardo Marco-Hernández IFIC(CSIC-Universidad de Valencia) 5 Proyecto ALIBAVA Reunión Electrónicos IFIC, 27 de mayo de 2010

6 Telescopio: concepto Detector de trazas para realizar medidas de resolución espacial con detectores de silicio.Detector de trazas para realizar medidas de resolución espacial con detectores de silicio. Haz de particulas cruza cuatro planos XYT y DUT.Haz de particulas cruza cuatro planos XYT y DUT. Cuatro planos XYT para “reconstruir” la traza del haz y generar trigger.Cuatro planos XYT para “reconstruir” la traza del haz y generar trigger. DUT: detector a ensayo. Puede rotarse respecto al haz.DUT: detector a ensayo. Puede rotarse respecto al haz. Utiliza la MB de ALIBAVA ligeramente modificada para leer XYTs y DUTs.Utiliza la MB de ALIBAVA ligeramente modificada para leer XYTs y DUTs. Master card para leer ALIBAVA MBs, y comunicarse con software de control.Master card para leer ALIBAVA MBs, y comunicarse con software de control. Ricardo Marco-Hernández IFIC(CSIC-Universidad de Valencia) 6 DUT XYT Rotary stage Master card Crate for MBs with PS Proyecto ALIBAVA Reunión Electrónicos IFIC, 27 de mayo de 2010

7 Telescopio: DUT Tarjeta DUT: hasta 12 por sistema.Tarjeta DUT: hasta 12 por sistema. – Lectura del DUT refrigerado (detector de microbandas o pixels) utilizando uno o dos ASICs Beetle. – La tarjeta incorpora un sensor de temperatura sujeto al backplane del DUT a través de la base de cobre. – La tarjeta puede trabajar en modo de auto-trigger proporcionando pulsos de trigger analógicos o digitales al sistema de lectura. – Se ha desarrollado un sistema de refrigeración basado en un elemento de Peltier controlado por software. Ricardo Marco-Hernández IFIC(CSIC-Universidad de Valencia) 7 Proyecto ALIBAVA Reunión Electrónicos IFIC, 27 de mayo de 2010

8 Telescopio: XYT Cuatro tarjetas XYT.Cuatro tarjetas XYT. – Se utilizan para el trigger al paso del haz por los cuatro planos y para la medida de los puntos del haz en los cuatro planos utiliando 2 detectores de microbandas de silicio montados a 90 grados. – Las medidas de las coordenadas XY se realizan con dos ASICs Beetle. – La tarjeta puede producir pulsos de trigger digitales y analógicos. – Posee una CPLD para el acondicionamiento de las señales de trigger: sincronización a un reloj común, retraso y coincidencia con otras tarjetas XYT. Ricardo Marco-Hernández IFIC(CSIC-Universidad de Valencia) 8 Proyecto ALIBAVA Reunión Electrónicos IFIC, 27 de mayo de 2010

9 Telescopio: ALIBAVA MB ALIBAVA MB: una para cada tarjeta DUT y XYT.ALIBAVA MB: una para cada tarjeta DUT y XYT. – Controlador USB cambiado por un conector para comunicación digital en paralelo con la master card. – Tres entradas dedicadas para señales comunes de CLK, RESET y TRIGGER. – Hardware y firmware de la FPGA modificado ad hoc para el sistema incorporando las últimas actualizaciones de ALIBAVA. Readout bus terminator. Readout bus terminator. − Reemplaza al chip USB de cada ALIBAVA MB. − Conecta al bus de lectura/control manteniendo el protocolo del controlador USB. Ricardo Marco-Hernández IFIC(CSIC-Universidad de Valencia) 9 Proyecto ALIBAVA Reunión Electrónicos IFIC, 27 de mayo de 2010

10 Telescopio: Master card y patch card Master patch card: conectada a la master card. Master patch card: conectada a la master card. − Distribución de las señales comunes de CLK, RESET y TRIGGER a las diferentes ALIBAVA MB. − Conexión del sistema de acondicionamiento de trigger con las cuatro tarjetas XYT. − Arbitraje del bus de lectura de datos (ALIBAVA MBs). − Habilita los canales de test '0' o '1' para una tarjeta DUT o XYT. Master card. Master card. − Implementada con una tarjeta de desarrollo de Xilinx Spartan 3E. − Puente para la comunicación entre el software y las diferentes ALIBAVA MBs mediante raw ethernet. − Se pueden incorporar más funcionalidades en el futuro. Ricardo Marco-Hernández IFIC(CSIC-Universidad de Valencia) 10 Proyecto ALIBAVA Reunión Electrónicos IFIC, 27 de mayo de 2010

11 Proyecto ALIBAVA Ricardo Marco-Hernández IFIC(CSIC-Universidad de Valencia) 11 Proyecto ALIBAVA Reunión Electrónicos IFIC, 27 de mayo de 2010 Marco-Hernández, R. a a Instituto de Física Corpuscular (IFIC), Universidad de Valencia-CSIC,Valencia, Spain.