Development and test of a mini-Data Acquisition system for the High-Luminosity LHC upgrade of the ATLAS Monitored Drift Tube detector
包括ASIC和FPGA板在内的新的前端电子设备正在为ATLAS的漂移管（MDT）探测器开发，以处理高亮度LHC运行中预期的大数据速率和恶劣环境。一个移动数据采集（miniDAQ）系统的设计，以执行这些前端电子集成测试。此外，它还将用于96个小半径MDT（sMDT）室的地面调试，并用于在现有ATLAS MDT室上集成和调试新的前端电子设备。本文详细介绍了miniDAQ硬件和固件。miniDAQ系统也被用来读出新的前端电子sMDT原型室使用宇宙μ子和获得的结果显示。
2022-05-26 physics.ins-det
Upgrade of the Trigger and Data Acquisition System for Continuous Imaging and Multi-Camera Operation in CYGNO
University of Coimbra（科英布拉大学）；Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所格兰萨索国家实验室）；INFN Laboratori Nazionali di Frascati（意大利国家核物理研究所弗拉斯卡蒂国家实验室）；University of Sheffield（谢菲尔德大学）
本文提出CYGNO触发与数据采集系统升级方案，通过连续成像模式和扩展触发时间戳方案，提升多相机协同工作的稳定性和时间同步性能，为CYGNO-04实验奠定基础。
2026-04-30 physics.ins-det
A radiation-hard dual-channel 12-bit 40 MS/s ADC prototype for the ATLAS liquid argon calorimeter readout electronics upgrade at the CERN LHC
欧洲核子研究中心大型强子对撞机ATLAS液氩量热计的读出电子升级需要抗辐射ADC。介绍了一种抗辐射双通道12位40 MS/s流水线ADC的设计。该设计包括两个流水线A/D通道，每个通道有四个乘法数模转换器，后面是8位逐次逼近寄存器模数转换器。该定制设计采用商用130 nm CMOS工艺制造，在10 MHz下，单通道40 MS/s时的SNDR性能为67.9 dB，延迟为87.5 ns（到第一位读出），而总功耗为50 mW/通道。该芯片使用两种电源电压：1.2和2.5 V。测量并确定辐照期间对单粒子效应的灵敏度，以满足系统要求。
2017-06-05 physics.ins-det
Upgrade of the Data Acquisition and Control System of Microwave Reflectometry on the Experimental Advanced Superconducting Tokamak
为了更全面地测量等离子体密度分布和起伏，实验先进超导托卡马克（EAST）上的反射计正在进行升级。数据采集和控制系统（DACS）已被重新开发，以满足升级后的反射仪的要求。轮廓反射计工作在30-110 GHz（X模式）和40- 90 GHz（O模式），起伏反射计工作在50- 110 GHz（X模式）和20- 60 GHz（O模式）的20个固定频率点。基于PXI的DACS包括两个8通道14位250 MSPS数字化仪和10个8通道12位60 MSPS数字化仪。采用自行研制的5通道250 MSPS仲裁波形发生器（AWG）控制压控振荡器进行扫频。触发和时钟管理器和定时模块接收来自中央控制器的触发和时钟信号，并同步所有数字化仪和AWG。数字化仪的总数据速率为2515 MB/S。来自数字化仪的数据流传输到数据吞吐量为3000 MB/S的磁盘阵列（RAID 0）。同时，选择的数据被传输到基于FPGA的实时数据处理模块，该模块利用预先训练的神经网络来计算等离子体密度分布。现在，新的反射计正在安装在EAST上，其性能将在2018年后的实验活动中进行测试。
2018-06-21 physics.ins-det
Technical challenges designing a prototype common readout board for LHCb future upgrades
针对LHCb未来升级对高吞吐量和精确时钟分配的需求，研究人员开发了带宽400Gbps的PCIe400通用读出板原型，解决了220瓦以上功耗相关的散热等问题，并优化了带状线设计。
2024-11-03 hep-ex physics.ins-det
Fast Beam Condition Monitor for CMS: performance and upgrade
CMS束流和辐射监测子系统BCM1F（快速束流状态监测器）由8个独立的金刚石传感器组成，位于像素探测器体积内的束管周围，用于快速逐束流监测束流背景和碰撞产物。此外，正在努力将BCM1F用作在线光度监测器。BCM1F将在LHC中有束流时运行，其数据采集独立于CMS探测器的数据采集，因此即使CMS没有采集数据，它也会提供亮度。报告给出了在LHC运行I期间BCM1F的性能，包括2012年完成的van der Meer扫描和在线光度监测的结果。为了满足更高亮度和25 ns聚束间距的要求，在即将到来的关机期间必须对系统进行几项更改，包括升级电子设备和精确的增益监控。显示了运行II制备的第一批结果。
2014-05-08 hep-ex physics.ins-det
Improvement of EAST Data Acquisition Configuration Management
数据采集控制台是EAST数据采集系统的重要组成部分，为诊断提供统一的数据采集和长期的数据存储。数据采集控制台用于管理数据采集配置信息和控制数据采集工作流程。数据采集控制台经过多年的发展，随着数据采集节点的增多和新控制节点的出现，配置管理功能已经显得不足。更新数据采集控制台的配置管理功能。基于LabVIEW升级后的数据采集控制台应面向数据采集管理员，具有管理数据采集节点、管理控制节点、设置和发布配置参数、批量管理、数据库备份、监控数据采集节点状态、控制数据采集工作流程、射击模拟数据采集测试等功能。升级后的数据采集控制台最近已经设计并正在测试中。
2020-10-29 cs.SY eess.SY physics.ins-det
The CuboDAQ Data Acquisition System
本文介绍面向 SiPM 探测器的定制数据采集系统 CuboDAQ，采用 TOFPET2 ASIC 与 FPGA 模块并配套完整软件，实现高吞吐率同步读出，已应用于 SND@LHC 等场景。
2024-12-02 hep-ex physics.ins-det
Trigger and Data Acquisition for hadron colliders at the Energy Frontier
LHC触发器和数据采集系统需要进行重大修改才能在HL-LHC上运行。由于每个交叉点的占用率增加，1级触发系统将经历LHC算法的性能下降，该LHC算法目前从40 MHz的LHC输入速率选择高达100 kHz的交叉点。由于新探测器的占用率更高和通道数更高，DAQ系统将经历更大的事件大小。本文总结了研究结果和建议，以升级大型强子对撞机实验触发器和数据采集系统的操作在HL-HLC。
2013-07-02 hep-ex physics.ins-det
Design of the Compact Processing Module for the ATLAS Tile Calorimeter
LHC将从2025年开始进行重大升级，升级为高亮度LHC（HL-LHC），将瞬时亮度提高到标称值的5至7倍。第二阶段升级（2025-2027）将要求ATLAS实验的触发和读出电子设备在HL-LHC施加的严格条件下运行。在这次升级中，TileCal的探测器上和探测器外读出电子设备将完全更换为新的数据采集器，为ATLAS触发系统提供全粒度信息。紧凑型处理模块负责LHC束流交叉时钟向探测器的分配，探测器上电子设备的配置，数据采集，细胞能量重建以及数据传输到TDAQ接口（TDAQi）。CPM被设计为AMC形状因子板，配备8个Samtec FireFly模块用于与探测器通信，一个Xilinx Kintex UltraScale FPGA用于数据采集和处理，一个Xilinx Artix 7 FPGA用于慢速控制和监控，以及其他子系统用于为FPGA和通信生成高质量时钟。与探测器上电子设备的高速通信通过32千兆位收发器链路实现，以9.6 Gbps接收探测器数据并以4.8 Gbps传输命令和LHC时钟，而重建的细胞能量通过4个全模式链路传输到TDAQi。触发数据通过FULL模式链路经由FELIX网络传输到ATLAS TDAQ系统。本文介绍了ATLAS瓦式热量计第二阶段升级的紧凑处理模块的设计以及第一批样机的结果和经验。
2020-11-05 hep-ex physics.ins-det
The upgraded data acquisition system for beam loss monitoring at the Fermilab Tevatron and Main Injector
一个基于VME的数据采集系统的束流损失监测器已经开发出来，并在Tevatron和主注入加速器在费米实验室复杂的使用。当Tevatron在对撞机模式下运行时，对增强射束损失保护的需求是新设计的主要驱动力。在实施本系统之前，束流损失监测系统在对撞机操作期间被禁用，并且Tevatron磁体的保护依赖于失超保护系统。新的束流损失监测系统允许在对撞机的全部操作条件下设置适当的中止逻辑和阈值。该系统还在射束中止事件之前记录射束损失数据的历史以用于中止后分析。2006年秋季安装了主喷射器系统，2007年夏季安装了Tevatron系统。这两个系统都在2008年夏天全面运行。在本文中，我们报告的整体系统设计，提供了一个描述其正常运行，并显示了一些例子，其使用的主注入器和Tevatron。
2011-11-30 physics.acc-ph physics.ins-det
ATLAS upgrades for the next decades
在2010-2012年LHC在质心能量为7和8 TeV的成功运行之后，计划正在积极推进一系列加速器的升级，从现在开始大约十年后的高亮度LHC（HL-LHC）项目中达到高潮，提供五倍于LHC标称瞬时亮度的亮度水平。最终目标是在2035年左右将ATLAS和CMS的数据集从大约几百fb $^{-1}$扩展到3000 fb $^{-1}$。与此同时，实验需要与加速器保持同步，以适应这十年超过标称光度的运行。ATLAS目前的规划设想在LHC合并期间对探测器进行重大升级，以达到LHC的全部能量并进一步升级。应对HL-LHC瞬时和积分亮度以及相关辐射水平的挑战需要对ATLAS探测器进行进一步的重大更改。这些设计正在迅速发展，用于新的全硅跟踪器，量热计和μ子系统的重大升级，以及改进的触发器和数据采集。这份报告总结了各种改进的ATLAS探测器需要应付预期的演变LHC光度在这十年和未来。
2014-08-28 hep-ex physics.ins-det
Test of the photon detection system for the LHCb RICH Upgrade in a charged particle beam
LHCb探测器将进行升级，以更有效地利用LHC在运行III中的可用光度，并扩大其发现潜力。环形成像切伦科夫探测器是LHCb探测器的关键组成部分，用于粒子识别。在本文中，我们描述的设置和带电粒子束的测试结果，进行评估原型的升级光电链从多阳极PMT光电传感器的读出和数据采集系统。
2016-10-10 hep-ex physics.ins-det
Development of a Test System for Data Links of the ATLAS Inner Tracker (ITk) Upgrade Silicon Pixel Detector
针对ATLAS ITk升级的约2.6万条1.28Gb/s高速电链路，本文开发基于FPGA的DAQ测试系统，支持64通道并行BER测试与虚拟眼图，并通过校准及原型、预生产组件测试验证其链路质量认证能力。
2025-03-14 hep-ex physics.ins-det
Horizon-T Experiment Upgrade and Calibration of New Detection Points
2018年3月，在物理运行2完成后，在创新探测器系统Horizon-T上安装了升级，升级后的版本现在称为Horizon-10 T。它的建造是为了研究来自广泛天顶角（0 - 85度）的能量范围超过10^16 eV的广泛空气簇射（EAS）。该系统位于俄罗斯科学院列别捷夫物理研究所天山高海拔科学站，海拔约3340米。升级后，探测器由10个带电粒子探测点组成，这些点之间的距离可达1.3公里，此外还有一个光学探测器，用于观察EAS发出的瓦维洛夫-切伦科夫光。每个探测器通过电缆连接到数据采集系统。本文提供了每根电缆（包括新安装的电缆）的时间延迟和信号衰减的校准，以及新安装的检测点及其MIP响应值的描述。
2019-06-12 hep-ex physics.ins-det
FemtoDAQ: A Low-Cost Digitizer for SiPM-Based Detector Studies and its Application to the HAWC Detector Upgrade
FemtoDAQ是一种低成本的双通道数据采集系统，我们已经使用它来研究耦合到快速放大器的硅光电倍增器（SiPM）的信号特性。FemtoDAQ系统还可以用于仪器化低成本中等性能的无源探测器，并且适用于恶劣环境（例如，高海拔）。FemtoDAQ被用作高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台的SiPM测试台，这是一个位于海平面以上4100米的TeV伽马射线探测器。计划中的HAWC阵列升级可以从SiPM中受益匪浅，SiPM是传统真空光电倍增管的一种坚固、低电压、低成本的替代品。FemtoDAQ用于为SiPM探测器前端供电，偏置SiPM，并在单个紧凑单元中存储光电传感器输出。
2016-08-23 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
CMS Upgrades for the High-Luminosity LHC Era
本文介绍CMS为2029年开始的HL-LHC运行所进行的Phase-2探测器、触发与数据采集系统升级，以应对高亮度、高堆积和强辐射环境并提升精确测量能力。
2025-01-06 hep-ex physics.ins-det
Trigger and Timing Distributions using the TTC-PON and GBT Bridge Connection in ALICE for the LHC Run 3 Upgrade
欧洲核子研究中心的ALICE实验正在为第三阶段的数据采集运行（运行3）进行重大升级，届时大型强子对撞机（LHC）的高光度阶段开始。光束亮度的增加将导致高的相互作用速率，导致数据采集速率超过3 TB/秒。为了获取所有事件的数据并处理增加的数据速率，需要在读出电子器件架构中从触发到无触发器获取模式的转换。在这种新架构中，定义了一个称为通用读出单元（CRU）的专用电子模块，用作探测器数据聚合的节点通信点，以及定时、触发和控制（TTC）信息的分发点。升级后的无布线读出架构中的TTC信息使用两个异步高速串行链路连接：TTC-PON和GBT。我们已经进行了一项研究，以评估由CRU转发到使用TTC-PON和GBT桥接连接的连接电子设备的嵌入式定时信号的质量。我们使用了四个性能指标来表征通信桥：（a）固件逻辑增加的延迟，（b）PLL对定时信号的抖动清除效果，（c）用于定量测量信号质量的BER分析，以及（d）光收发器参数设置对信号强度的影响。通过执行电源开/关周期、固件升级和复位断言/解除断言周期（PFR周期）的多次迭代来进行桥连接在保持定时信号的相位一致性方面的可靠性研究。测试结果的TTC-PON和GBT桥通信链使用CRU原型和ALICE时序要求的遵守性能进行了介绍和讨论。
2018-06-04 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Characterization of the new Data Acquisition System and the detector alignment of the aSPECT experiment
从2013年4月到2013年8月初，aSPECT光谱仪安装在劳厄-朗之万研究所（ILL）的冷中子束设施上，以实现电子-反中微子角相关系数a的高精度测量。在过去几年中进行的所有升级中，在这一光束时间内测试了一种新的最先进的采集系统。这份实习报告详细介绍了这个新系统的行为。
2019-07-10 nucl-ex physics.ins-det
Tile Computer-on-Module for the ATLAS Tile Calorimeter Phase-II upgrades
瓦片预处理器（TilePPr）是高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）瓦片量热计（TileCal）探测器外电子学的核心元件。TilePPr包括基于FPGA的板，用于操作和读取TileCal探测器上的电子器件。Tile Computer on Module（TileCoM）夹层嵌入在TilePPr中，实现三个主要功能。这些包括远程配置探测器上的电子设备和TilePPr FPGA，将TilePPr与ATLAS触发和数据采集（TDAQ）系统连接，以及通过提供监测数据将TilePPr与ATLAS探测器控制系统（DCS）连接。TileCoM是一款10层板，配有用于处理数据的Zynq UltraScale+ ZU 2CG、与TilePPr集成的接口组件以及连接到高级电信计算架构载体的电源。CentOS嵌入式Linux部署在TileCoM上，以实现HL-LHC所需的功能。本文从远程编程、与ATLAS TDAQ系统和DCS系统的接口等方面介绍了TileCoM系统的硬件和固件开发。
2022-04-26 hep-ex physics.ins-det
GEM Foil Quality Assurance For The ALICE TPC Upgrade
欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的ALICE（大型离子对撞机实验）实验致力于重离子物理学，以探索强相互作用物质的结构。ALICE的时间投影室（TPC）是位于实验中心区域的跟踪探测器。它提供了出色的跟踪能力以及粒子识别。在第二次长时间关闭（LS2）之后，LHC将以更高的亮度运行。为了能够将数据采集速率提高100倍，ALICE TPC实验必须替换基于多丝比例室（MWPC）的读出室。MWPC与将速率限制为O（kHz）的门控网格一起操作。新的读出室（ROC）设计基于气体电子倍增器（GEM）技术，以连续模式运行。目前的GEM生产计划预计将生产800多种不同类型的GEM箔。为了满足GEM TPC读出器的性能要求，需要采取全面的质量保证（QA）措施。QA计划，由ALICE合作开发，将详细介绍。
2017-04-20 hep-ex physics.ins-det
Upgrade of Beam Energy Measurement System at BEPC-II
束流能量测量系统对BEPC-Ⅱ加速器和BES-Ⅲ探测器都有重要意义。该系统是基于测量康普顿背散射光子的能量。为了实现正电子束能量的高精度测量，需要采用多种先进技术和精密仪器。在五年的运行过程中，为了满足数据采集的要求和提高系统自身的测量能力，对系统进行了不断的改进，包括激光器和光学系统的部件改造、激光器观察口更换为真空插入系统、高纯锗探测器电冷却系统的购置、数据采集和处理系统的改进等。系统的升级保证了BEPC-Ⅱ的束流能量测量的顺利和高效，并为BES-Ⅲ的进一步物理分析提供了准确的离线能量值。
2015-10-28 hep-ex physics.ins-det
The Upgraded D0 Detector
D 0实验在1992年至1996年期间在费米实验室的Tevatron对撞机上进行了非常成功的数据收集。从那时起，探测器已经升级，以利用Tevatron的改进并增强其物理能力。我们描述了探测器的新元件，包括硅微带跟踪器，中心光纤跟踪器，螺线管磁体，预散射探测器，前向μ子探测器，前向质子探测器。铀/液氩量热计和中央μ介子探测器，其余的运行I，简要讨论。我们还介绍了相关的电子，触发和数据采集系统，以及特定于D 0的软件的设计和实施。
2005-07-27 physics.ins-det
EUDAQ2 -- A Flexible Data Acquisition Software Framework for Common Test Beams
数据采集软件框架EUDAQ最初是为了从EUDET型像素望远镜读取数据而开发的。这在许多需要外部位置和时间基准的试验梁活动中得到了成功应用。该软件最近进行了重大升级，称为EUDAQ 2，这是一个通用的现代化模块化系统，可供许多不同类型的探测器使用，从跟踪探测器到热量计。EUDAQ 2适合作为一个总体软件，连接各个探测器读出系统并简化多个探测器的集成。框架本身支持多种触发和事件构建模式。这种灵活性使多探测器的测试光束变得更加简单和高效，因为EUDAQ 2可以在测试过程中适应每个探测器原型的特性。该系统已在涉及不同探测器原型的多个测试光束中进行了彻底测试。EUDAQ 2现已发布，并在开源许可证下免费提供。
2019-09-04 hep-ex physics.ins-det
Upgrade of the ATLAS hadronic Tile calorimeter for the High luminosity LHC
瓦式量热计（TileCal）是覆盖在大型强子对撞机ATLAS探测器中心区域的强子量热计。它是一种由薄钢板和隔热瓦交替组成的取样量热计。耦合到瓦片的波长移动光纤收集产生的光，并由光电倍增管读出。目前，几个光电倍增管的处理信号的模拟和用作触发器的第一级的输入。然后光电倍增管信号被数字化并存储在检测器上，并且仅在确认第一次触发接受后才从检测器转移。大型强子对撞机（LHC）已经设想了一系列升级，以实现高亮度LHC（HL-LHC），提供五倍于LHC标称瞬时亮度。ATLAS第二阶段升级将于2024年完成，将为HL-LHC安装探测器和数据采集系统。特别是，TileCal将对其探测器上和探测器外的电子设备进行重大更换。所有信号将被数字化，然后直接传输到检测器外的电子设备，在那里信号将被重建，存储，并以40 MHz的速率发送到第一级触发器。这将为触发系统所使用的热量计信号提供更好的精度，并将允许开发更复杂的触发算法。电子设备的变化也将有助于提高系统的可靠性和冗余度。目前正在研究三种不同的前端升级方案。广泛的实验室测试的结果和三个选项的光束，以及最新的结果的发展的电力分配和检测器外的电子。
2017-08-31 hep-ex physics.ins-det
Development of the CMS detector for the CERN LHC Run 3
本文介绍了为CERN LHC Run 3配置的CMS探测器升级，涵盖硅像素径迹探测器、超导螺线管供电、量能器与缪子电子学、精密质子谱仪及触发计算系统的重大改进。
2024-05-30 hep-ex physics.ins-det
Spherical Neutral Detector for VEPP-2M collider
球形中性探测器（SND）运行在新西伯利亚的VEPP-2 M对撞机上，研究能量范围高达1.4 GeV的e^+e^-湮灭。探测器由一个含有1632个NaI（Tl）晶体的细颗粒球形闪烁量热计、两个带有10层感测线的圆柱形漂移室以及由流光管和塑料闪烁计数器制成的μ子系统组成。介绍了探测器的设计、性能、数据采集和处理。
1999-09-10 hep-ex physics.ins-det
Neural-network-based level-1 trigger upgrade for the SuperCDMS experiment at SNOLAB
本文提出在SNOLAB SuperCDMS实验中升级level-1触发器，采用在FPGA上实现循环神经网络的方法，基于多通道滤波轨迹改进幅度估计与信号噪声判别，显著提升效率、分辨率和噪声率等关键性能，预计触发阈值可降低约22%。
2023-04-28 physics.ins-det
The design of the data acquisition system for SPD experiment
针对NICA对撞机SPD实验因高背景和事件率无法使用经典触发系统的问题，设计并实现了一种基于FPGA与高速光接口的无触发数据采集系统，支持超60万通道和20 GB/s数据速率，具备高可扩展性与可靠性。
2025-09-16 hep-ex physics.ins-det
Clock Distribution and Readout Architecture for the ATLAS Tile Calorimeter at the HL-LHC
Tile Calorimeter（TileCal）是大型强子对撞机（LHC）上ATLAS实验的一个探测器。TileCal是一种由钢板和塑料蒸发器制成的采样量热计，使用大约10，000个光电倍增管（PMT）进行读数。到2024年，LHC将进行一系列升级，以实现高亮度LHC（HL-LHC），提供高达当前标称瞬时亮度的7.5倍。ATLAS Tile第二阶段升级将使探测器和数据采集（DAQ）系统符合HL-LHC的要求。探测器的电子设备将重新设计，采用新的时钟分配和读出架构，并配备全数字触发系统。在长周期3（2024-2026）之后，探测器上的电子设备将把每个束流交叉（~25 ns）的数字化数据传输到计数室的瓦片预处理器（TilePPr），总数据带宽为40 Tbps。TilePPrs将探测器数据存储在流水线存储器中，以满足新的ATLAS DAQ架构要求，并将与前端链路交换（FELIX）系统和第一触发级接口。TilePPr板将采样时钟分配给探测器上的电子设备，以便使用配置为固定和确定性延迟的高速链路与LHC时钟同步。升级后的读出和时钟分配策略在2015年至2018年期间的几次试验束活动中使用升级后的电子设备原型在演示系统中得到了充分验证。
2018-11-19 hep-ex physics.ins-det
The WaveDAQ integrated Trigger and Data Acquisition System for the MEG II experiment
WaveDAQ是一种新设计的数字化触发和数据采集系统（TDAQ），它采用DRS4模拟开关电容阵列作为下变频ASIC，可以在大量通道（多达16384个通道）上记录多千兆采样波形。一个高带宽，可编程的输入级已经与偏置发生器耦合，以允许SiPM操作，而不需要任何其他外部设备。触发器生成在系统内紧密耦合，以限制模拟存储器的所需深度，从而实现更快的数字化速度。该系统已被设计用于MEG实验升级，但也被证明是高度可扩展的，并已找到其他应用。
2018-06-24 physics.ins-det
Data Acquisition and Control System for Broad-band Microwave Reflectometry on EAST
微波反射计是一种非侵入式等离子体诊断工具，广泛应用于核聚变装置中。2014年，对实验先进超导托卡马克（EAST）上的微波反射计进行了升级，以测量等离子体密度分布和波动，覆盖Q波段（32-56 GHz）、V波段（47-76 GHz）和W波段（71-110 GHz）的频率范围。为了满足高精度和高时间分辨率的测量要求，设计了一种专用的数据采集与控制系统（DAQC）。DAQC由两个控制模块和两个数据采集模块组成，控制模块集成了任意波形产生模块（AWG）和触发处理模块（TP），数据采集模块基于NI公司的PXIe平台实现。各项性能指标均满足反射率测量的要求。实际性能将在2014年EAST的实验中进一步检查。
2014-06-09 physics.ins-det
The Remote Analog to Digital Conversion DAQ System for the TRISTAN Detector Upgrade
University of North Carolina, Chapel Hill（北卡罗来纳大学教堂山分校）；Triangle Universities Nuclear Laboratory（三角大学核实验室）；Institute for Data Processing and Electronics (IPE), Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院数据处理与电子研究所）；Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
TRISTAN探测器升级用于通过精确电子能谱学探测氚β衰变光谱，以寻找千电子伏量级的中微子信号。该系统采用1000多个硅漂移探测器像素进行高精度测量，开发了专用的数据采集系统以满足实验挑战。
2026-09-23 physics.ins-det
Data Acquisition with GPUs: The DAQ for the Muon $g$-$2$ Experiment at Fermilab
图形处理单元（GPU）最近已经成为用于以高速率和相对低的成本获取数据的有价值的计算工具。这些设备的工作原理是将代码并行化为数千个线程，每个线程执行一个简单的过程，例如识别波形数字化仪的脉冲。CUDA编程库可用于有效地编写代码，以在Nvidia GPU上并行执行此类任务，从而在基于CPU的采集系统上提供显著的性能升级。费米实验室的μ子$g$ - $2$实验严重依赖GPU来处理数据。本实验的数据采集系统必须能够以每秒18 GB的原始数据速率从700 $μ$ s μ子溢出中创建无死区记录。将使用基于$μ$ TCA的800 MSPS 12位波形数字化仪的1296个通道收集数据，并在具有24个GPU并行工作的联网商品处理器的分层阵列中进行处理，以在泄漏期间快速记录μ子衰变。所述数据采集系统目前正在建设中，并将在2017年实验开始前全面投入使用。
2016-11-15 physics.ins-det
Development and operation of the CGEM Inner Tracker for the BESIII experiment
北京谱仪（BESIII）实验的数据采集延长至至少2030年，导致加速器和探测器都进行了升级。一个创新的圆柱形气体电子倍增器（CGEM）正在建设中，以升级内部跟踪器，这是遭受老化。CGEM内部追踪器（CGEM -IT）旨在恢复效率并增强次顶点位置的重建。在1 T的磁场中的重建需要模拟读出和对优于5 ns的时间分辨率的电子贡献。整个系统由大约10，000个电子通道组成，CGEM-IT最内层必须保持14 kHz/条带的峰值信号命中率。CGEM读出系统基于创新的TIGER ASIC，该ASIC采用110 nm CMOS技术制造。一个特殊的读出链组成的GEM读出卡（GEMROC）的数据采集开发。自2020年1月以来，三层中的两层配备了最后的电子设备，一直在北京运行，在一个测试设施中收集宇宙射线数据，由于疫情，该测试设施由意大利集团远程控制。由于无法对圆柱形探测器进行进一步测试，2021年7月，在CERN进行了一次测试，最终的电子配置在一个由四个三重GEM平面探测器组成的小型原型上。在本报告中，将介绍CGEM-IT项目的总体状况，特别强调测试梁数据收集的结果。
2022-12-21 hep-ex physics.ins-det
Design and Implementation of Detector Control System for Muon Forward Tracker at ALICE
ALICE是欧洲核子研究中心大型强子对撞机的实验，致力于研究重离子碰撞。ALICE探测器的升级计划正在进行中，将于2022年开始进行LHC运行3，同时升级数据采集系统和探测器控制系统（DCS）。目前ALICE升级计划的主要项目之一是增加μ子前向跟踪器（MFT），这是一种位于前向快度的新硅像素探测器。在本文中，我们描述了分布式控制系统的MFT检测器是完全通过一个有限的状态机在一个分层系统控制。
2020-08-04 nucl-ex physics.ins-det
PCI-express based high-speed readout for the BelleII DAQ upgrade
Belle II是新一代的B工厂实验，致力于探索风味领域基本粒子标准模型之外的新物理。Belle~II于2018年4月开始使用基于流水线触发流控制的同步数据采集（DAQ）系统进行数据采集。Belle II DAQ系统设计用于处理30 kHz触发率，在原始事件大小为1 MB的假设下，约有1%的死区时间。数据采集系统可靠，在2020年1月至2020年6月的运行期间，整体数据采集效率达到84. 2%。从DAQ可维护性的角度来看，目前的读出系统无法在10年内运行;同时，读出系统阻碍了高速数据传输。Belle II数据采集系统升级采用了基于PCI-express的读取模块，数据吞吐量高达100 Gb/s。我们特别关注基于这款新一代读出板（称为PCIe 40）的固件和软件设计，该读出板采用Altera Arria 10现场可编程门阵列芯片。设计了48个GBT（GigaBit Transceiver）串行链路、PCI-express硬IP DMA架构、定时和触发分配系统接口以及慢速控制系统，与现有Belle II DAQ系统集成。本文介绍了在数据读出和慢控制测试期间完成的性能，使用测试台和现场前端电子设备进行演示，特别是涉及Belle II TOP和KLM子探测器。
2021-06-11 hep-ex physics.ins-det
Toward a Reliable Gigabit Network - an Upgrade of the Spring-8 Network
SPring-8控制网络在过去几年中保持了加速器的高可靠性运行，并表现出良好的性能。为了应对由于更快的数据采集和设备数据的增加而导致的网络负载的增加，在过去几年中已经安装了网络硬件。升级后的网络用混合FDDI/千兆以太网和第3层交换机取代了原来的FDDI骨干网和交换机。为了保证系统的充分冗余和带宽，有必要在FDDI中保持双环拓扑结构，在千兆以太网中引入链路聚合技术。本文将讨论千兆以太网的网络性能，包括它的延迟和冗余。我们还讨论了网络的未来计划，包括千兆以太网的服务质量。
2001-11-09 physics.acc-ph physics.ins-det
Performance of the High-Angle Time Projection Chambers in the Upgraded T2K Off-Axis Near Detector
CERN, European Organization for Nuclear Research（欧洲核子研究组织）；Warsaw University of Technology（华沙理工大学）；Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) - The Barcelona Institute of Science and Technology (BIST)（高能物理研究所-巴塞罗那科学与技术研究所）；INFN: Laboratori Nazionali di Legnaro (LNL)（意大利国家核物理研究院雷尼亚罗国家实验室）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
T2K实验升级偏轴近探测器，采用新型时间投影室技术提升空间分辨率与粒子识别能力。
2025-11-23 hep-ex physics.ins-det
Software Development for APS-Upgrade LLRF
一个广泛的服务为基础的软件系统已经开发的实时数据采集（DAQ）的高级光子源（APS）加速器的许多子系统。该软件名为DAQ，基于EPICS 3 Area-Detector，添加了EPICS 4服务，EPICS 3 + 4被称为EPICS 7。DAQ由多个网络服务组成，包括文件存储和处理以及众多EPICS 7输入输出控制器（IOC）应用程序，这些应用程序从加速器子系统（包括电源、诊断、定时和RF系统）收集数据并发布到EPICS 7。对于APS升级，DAQ软件的扩展已被开发用于支持多个硬件平台的数字低电平RF（LLRF）系统，包括劳伦斯伯克利实验室的LLRF 4硬件和微电信计算架构。用于LLRF的EPICS 7 IOC在多线程上运行，用于实时数据收集、可视化、系统控制和数据文件存储，这些数据文件可以在加速器束流转储时触发，用于系统调试。一个基于Python的示波器应用程序已经开发用于实时数据可视化。
2019-10-17 physics.acc-ph physics.ins-det
GPGPU for track finding in High Energy Physics
大型强子对撞机实验的目的是检测大量的物理事件产生的非常高的利率。考虑到未来的升级，数据采集速率将变得更高，必须采用新的计算模式来快速处理数据：通用图形处理单元（GPGPU）是一种基于大规模并行计算的新方法。图形处理单元（GPU）提供的强大计算能力有望减少计算时间，并加快用于快速决策的低延迟应用程序的速度。特别是，这种方法因此可以用于非常复杂的环境中的高水平触发，例如LHC多用途实验的典型内部跟踪系统，其中大量带电粒子轨道将随着亮度升级而产生。在这篇文章中，我们讨论了一个轨道模式识别算法的基础上，霍夫变换，其中的并行方法，预计将大大减少执行时间。
2015-07-11 hep-ex physics.ins-det
ATLAS Micromegas Performance Studies with LHC Run3 Data
本研究针对ATLAS探测器缪子谱仪升级后的电阻式Micromegas探测器，基于2022-2024年LHC Run3数据，结合新数据采集系统、软件处理链及精确几何建模，开展其性能研究。
2025-03-20 hep-ex physics.ins-det
Characterization and Verification Environment for the RD53A Pixel Readout Chip in 65 nm CMOS
RD 53合作目前正在设计一个65 nm CMOS技术的大规模原型像素读出芯片，用于HL-LHC的第二阶段升级。RD 53 A芯片将于2017年底上市，并将进行广泛的测试，以确认电路和架构是否为HL-LHC实验的最终像素读出芯片奠定了坚实的基础。RD 53 A芯片的测试和数据采集系统目前正在开发中，以执行单芯片和多芯片模块测量。此外，RD 53 A设计的验证是在专用的仿真环境中进行的。在这项工作中，测试和数据采集系统和仿真环境，这是基于一个模块化的数据采集和系统测试框架的概念和实施。
2018-02-01 physics.ins-det
The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider: A Description of the Detector Configuration for Run 3
本文系统描述了ATLAS探测器为LHC Run 3所做的全面升级配置，包括新增像素层、液氩量能器数字触发电子学、新小轮μ子探测器等，以在更高堆积条件下恢复触发性能并为高亮度升级做准备。
2024-06-07 hep-ex physics.ins-det
Electronics Development for the New Photo-Detectors (PDOM and D-Egg) for IceCube-Upgrade
Chiba University（千叶大学）
本文介绍了 IceCube-Upgrade 中 PDOM 和 D-Egg 光电探测器的前端电子学设计，通过合并开发并采用通用微控制器简化通信，展示了性能测试的初步结果。
2019-08-30 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Review of the Advanced LIGO gravitational wave observatories leading to observing run four
来自双黑洞和中子星合并的引力波正被定期探测到。截至2021年，LIGO和Virgo探测器已经进行了90次有把握的引力波探测。目前正在进行工作，以进一步提高第四次观测运行的探测器的灵敏度，包括安装一些A+升级，旨在降低限制引力波灵敏度的基本噪声。在这篇综述中，我们将概述LIGO探测器的工作原理，包括它们的光学配置和锁定获取过程，讨论探测器的基本和技术噪声限制，并与当前测量的灵敏度进行比较，并回顾目前正在安装在探测器中的A+升级。
2022-02-02 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Low-Cost Data Acquisition Card for School-Network Cosmic Ray Detectors
内布拉斯加大学/林肯分校的宇宙射线观测项目（CROP）和华盛顿大学/西雅图分校的华盛顿地区大规模时间符合阵列（WALTA）是在北美各地城市的当地高中安装宇宙射线探测器的几个推广项目之一，以研究高能宇宙射线的起源和相互作用。在Fermilab、CROP和WALTA的扩展计划QuarkNet之间的合作中，开发了一种低成本的数据采集电子卡，用于收集和同步来自每个探测器站点的数据。每张卡的零部件成本低于500美元，在功能上取代了每个高中站点更昂贵的电子箱和模块。该卡有4个光电倍增管信号的模拟PWM输入，一个4通道时间-数字转换器，用于以0.75 ns的分辨率进行本地重合和时间过阈值测量，通过CPLD和微控制器进行可编程触发逻辑，以及一个内置的低成本GPS接收器/天线模块（通过外部电缆），以优于100 ns的精度提供事件触发时间戳。温度传感器和气压计也被集成，以记录环境数据以及计数器数据。该卡通过标准RS-232串行端口连接到任何PC或笔记本电脑，用于数据输出和控制。微控制器和CPLD是现场可编程的，因此使卡的功能灵活，易于升级。
2003-11-14 physics.ins-det
Integrating IPbus ALFRED into the ALICE-FIT setup
本文提出扩展 FRED 框架并引入基于 IPbus 的 ALFRED 软件，以实现 ALICE-FIT 定制前端电子学与中央 DCS/SCADA 系统的集成。
2025-01-08 hep-ex physics.ins-det
A true real-time success story: the case of collecting beauty-ful data at the LHCb experiment
CERN的LHCb实验目前正在完成2009年开始的LHC首次大数据采集活动。它收集的数据是其标称设计光度值的2.5倍以上，全球效率约为92%。更令人惊讶的是，通过比较数据质量输出获得的在线和离线记录亮度之间的效率接近99%，这突出了探测器，其数据采集系统和控制系统的表现，尽管比最初预见的更苛刻和更多变的条件。本文将描述LHCb实验的优异性能，通过横向捆绑在一起的定时和数据采集系统，软件触发，实时校准和移位器与控制系统的交互。将特别注意其实时方面，这允许通过实时校准和对齐整个检测器执行与离线重建相同性能水平的在线重建。此外，还将展示为安全地操作实验并与LHC操作的各个阶段同步而选择的各种解决方案。事实上，LHCb实验的准自主控制系统是解释这样一个大型探测器如何能够由大约300名非专家移位器成功全天候运行的关键。最后，将提出一个严格的审查实验，以证明探测器的重大升级的原因。
2018-06-25 hep-ex physics.ins-det
Metal Foil Detectors assembly for the beam and background monitoring in the LHCb experiment
本文介绍 LHCb 的 RMS-R3 束流与本底辐射监测系统，其采用耐辐射金属箔探测器并独立连续运行，实验证明其在五个亮度数量级范围内具有线性、高可重复性响应。
2025-07-24 hep-ex physics.ins-det
Optimization of multi-gigabit transceivers for high speed data communication links in HEP Experiments
高能物理（HEP）实验中的数据采集（DAQ）架构的方案包括从在线探测器的前端电子器件（FEE）到读出单元（RU）的数据传输，读出单元（RU）执行数据的在线处理，然后到数据存储器用于离线分析。随着欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）实验的重大升级，DAQ系统中的数据传输速率预计将在未来几年内达到几TB/秒。这些高速率通常与高频损耗的增加相关联，这导致检测到的信号失真和信号完整性的劣化。为了解决这个问题，我们已经开发了一种优化技术的多千兆位收发器（MGT），并实现了它的国家的最先进的20纳米Arria-10 FPGA由英特尔公司生产。该设置已针对三种可用的高速数据传输协议进行了验证，即GBT，TTC-PON和10 Gbps以太网。信号完整性的改善通过两个指标来衡量，即误码率（BER）和眼图。据观察，该技术提高了信号的完整性，降低了误码率。的测试结果和改进的信号完整性的指标，不同的链路速度的介绍和讨论。
2019-01-09 hep-ex physics.ins-det
Deployment of the readout electronics for the BESIII Cylindrical GEM Inner Tracker
北京谱仪（BESIII）是位于北京正负电子对撞机（BEPCII）的实验装置。最近批准的BESIII数据采集的十年延长促使BEPCII对撞机的升级计划，该实验和一些子探测器组成的光谱仪。目前的内部漂移室正在遭受老化，已经提出用基于圆柱形气体电子倍增器（CGEM）技术的检测器来代替它。CGEM内跟踪器（CGEM-IT）由三层同轴GEM组成。轻量级跟踪器旨在恢复效率并改善z确定和二次顶点位置重建，从而获得更好的性能和更长的使用寿命。研制了一种新型CGEM探测器读出系统，包括一种新的ASIC，称为TIGER（Torino Integrated GEM Electronics for Readout），用于放大和放大CGEM信号。TIGER输出的数据由第一个基于FPGA的模块GEM读出卡收集和处理，该模块负责配置和控制前端ASIC。第二个基于FPGA的模块GEM数据集中器（GEM DC）构建事件包并将其传输到BESIII数据采集系统。在这篇论文中，我将描述整个定制电子链设计的CGEM-IT，以达到预期的性能。我的工作的结构，连同在探测器上进行的测量的结果和与宇宙射线的检测和测试束下获得的数据的分析。
2021-11-16 physics.ins-det
The DZERO Level 3 Data Acquistion System
位于费米实验室的DZERO实验最近启动了带有升级探测器的RunII。RunII物理程序要求数据采集器以1 KHz的速率读出探测器。总计250 KB的事件片段从大约60个前端板条箱中读出，并发送到特定的场节点进行3级触发器处理。一个可扩展的系统，能够复杂的事件路由，已被设计和实施的基础上商品组件：VMIC 7750单板计算机读出，思科6509交换机的数据流，和接近100个基于Linux的PC的高层次的事件过滤。
2003-07-14 physics.ins-det
Operation and readout of the CGEM Inner Tracker
最近批准的BESIII实验（IHEP，北京）的十年延期激励了加速器和探测器的升级计划。特别是，目前的内部漂移室正在遭受老化，建议用基于圆柱形GEM技术的探测器取代它。CGEM内部跟踪器（CGEM-IT）由三层同轴GEM组成。该跟踪器有望恢复效率，改善z确定和二次顶点位置重建，在xy平面内的空间分辨率为130 μ m，沿光束方向优于300 μ m。开发了专用的读出系统。来自检测条的信号由TIGER处理，TIGER是一种定制的64通道ASIC，通过高达约50 fC的全数字输出提供模拟电荷读出，抖动小于3 ns。TIGER在无触发器模式下连续地将超过阈值的数据流传输到基于FPGA的读出模块，称为GEM读出卡，该读出卡通过在触发器到达时构建事件数据包来组织传入数据。自2020年1月起，三层中的两层在北京运行，由远程控制。由于流行病的形势，整合活动一直在小规模的原型上继续进行。最近，欧洲核子研究中心（CERN）用最终的电子学配置进行了测试束。在本报告中，将介绍CGEM-IT项目的总体状况，特别关注测试束数据采集的结果。
2022-05-23 hep-ex physics.ins-det
