CBM-TOF超级模块质量控制数据获取系统研究

发布时间：2019-11-27 17:35

【摘要】：高压缩重子物质(Compressed Baryonic Matter,CBM)实验装置中的飞行时间探测器(Time-of-Flight detector,TOF)利用由多气隙电阻板室(Multi-gap Resistive Plate Chamber,MRPC)探测器构建的超级模块实现高密度、高精度的粒子飞行时间测量,该超级模块可支持高达320通道的高精度时间测量能力,其产生的数据量最高将达6.4Gbps。为实现对电子学信号的读出和精密时间测量,CBM物理实验合作组开发了多种专用集成电路,并且提出了"无触发"(无硬件触发)理念的新型数据获取设计方法。在超级模块的生产研制过程中,需要完成对各个探测器的质量控制工作,以确保其在正式安装前均满足预期的指标要求。由于目前CBM实验的专用芯片和读出系统尚在研制过程中,因此需针对超级模块研究用于其质量控制的数据读出方法,以解决现阶段单超级模块320通道6.4Gbps的数据读出难题。本文在对现有TOF探测器数据读出方案进行分析小结的基础上,提出了一套适用于CBM-TOF超级模块质量控制的数据读出方法,并依此读出方法设计了基于PXI读出机箱的原型系统实现方案。方案中各数据读出节点均具备独立的千兆以太网口,可并行地传输数据至后端计算机。本文在明确系统数据传输流程后,给出数据获取系统的实现框架,对涉及到的前端数据读出软件和后端数据获取软件的设计和实现进行了详尽的阐述,具体包括软件的开发结构、设计思路、系统通信协议、关键模块具体实现等。最后对软硬件原型系统中的各模块进行了功能和性能上的测试。测试结果表明,单个数据读出子节点原型插件上的网口传输速率约为680Mbps,时钟触发插件工作稳定,数据传输链路通,方案中要求的事例组装、命令发送、状态显示、离线数据分析等功能均运行正常。本文提出的分布式数据读出方法及设计实现的软硬件原型可用于后续对CBM-TOF超级模块探测器的质量控制数据读出,亦为日后有类似高密度、高数据量的物理实验数据读出提供参考。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O572.212

【参考文献】

相关期刊论文 前5条

1 曹平;孙维佳;季筱璐;范欢欢;王思宇;刘树彬;安琪;;Prototype of time digitizing system for BESⅢ endcap TOF upgrade[J];Chinese Physics C;2014年04期

2 刘志刚;谢志林;江晖;黄璞;;基于Qt的LAMOST光纤定位软件界面设计及开发[J];中国科学技术大学学报;2011年01期

3 孙勇杰;李澄;;MRPC/TOF实验中的ASIC/NINO读出电子学[J];核电子学与探测技术;2008年02期

4 白岚;凌秀琴;;数据流图在信息处理中的应用[J];光电技术应用;2005年06期

5 陈凯,白英彩;网络存储技术及发展趋势[J];电子学报;2002年S1期

相关博士学位论文 前2条

1 向常洲;基于CBM-TOF探测器的数据预处理[D];华中师范大学;2013年

2 郭建华;北京谱仪（BESIII）飞行时间读出电子学系统设计与实现[D];中国科学技术大学;2007年

相关硕士学位论文 前2条

1 尹春艳;BESⅢ端盖飞行时间读出电子学系统升级设计[D];中国科学技术大学;2011年

2 肖庆华;几种典型网络存储系统的存储管理技术研究[D];华中科技大学;2004年

，

本文编号：2566699