Upgrade of the Minos+ Experiment Data Acquisition for the High Energy NuMI Beam Run
Minos+实验是Minos实验在更高能量和更强中微子束下的延伸，数据收集于2013年秋季开始。中微子束是由费米国家加速器实验室（Fermi National Accelerator Laboratory，简称Fermilab）的主注入器（Main Injector，简称NuMI）光束线提供的。探测器装置由两个主要的探测器组成，一个在费米实验室的地下，另一个在明尼苏达州的苏丹，目的是在735公里的基线上研究中微子振荡。原始的数据采集系统已经运行了几年，从NuMI收集数据，但随着2013年的延长运行，由于过时，可靠性问题和数据吞吐量限制，需要更换系统的部分部件。具体来说，我们已经用现代化、模块化和可靠的设备取代了前端读出控制器、事件生成器、数据采集计算和触发处理场，这些设备几乎没有单点故障。新系统基于千兆以太网TCP/IP通信来实现事件构建和来自多个前端VME读出箱的数据的级联。新系统的简单性和可分割性大大简化了调试和诊断过程。与旧系统相比，新系统的吞吐量提高了约三倍，高达每秒800兆比特，并在当前运行中证明了其稳健性和可靠性。
2015-06-06 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
The CMS Data Acquisition System for the Phase-2 Upgrade
在CERN大型强子对撞机第三次长时间关闭期间，CMS探测器将进行重大升级，为2026年左右开始的CMS物理计划第二阶段做准备。升级后的CMS探测器将以前所未有的高达50 Tb/s的数据速率读取，事件速率为750 kHz，由1级硬件触发器选择，平均事件大小为7.4 MB。完整事件将由高级触发器（HLT）使用在标准处理节点上运行的软件算法进行分析，可能会使用硬件加速器进行增强。选定的事件将以高达7.5 kHz的速率永久存储，以供离线处理和分析。本文介绍了第二阶段DAQ和HLT系统的基线设计，同时考虑到事件构建和分发的高速网络结构的预计发展，以及通用CPU的预期性能。此外，提供了一些机会，读出和处理部分的检测器数据在全LHC束交叉率（40 MHz）进行了讨论。
2018-06-23 hep-ex 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Electronics Development for the New Photo-Detectors (PDOM and D-Egg) for IceCube-Upgrade
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
Development of an ADC Radiation Tolerance Characterization System for the Upgrade of the ATLAS LAr Calorimeter
ATLAS LAr量热计将在2018年长期关闭期间（LS 2）进行第一阶段升级，将设计和安装新的LAr触发数字化仪板（LTDB）。几种商用现货（COTS）多通道高速ADC已被选为LTDB抗辐射ADC ASIC的可能备份。为了评估这些备用商用ADC的辐射耐受性，我们开发了一个ADC辐射耐受性表征系统，该系统包括ADC板、数据采集（DAQ）板、信号发生器、外部电源和主机。该ADC板是针对不同ADC定制设计的，板上集成了ADC驱动器和时钟分配电路。数据采集板采用Xilinx ZC706 FPGA开发板。来自ADC的数据通过FMC（FPGA Mezzanine Card）连接器路由到FPGA，由FPGA进行解串行和监控，然后通过千兆以太网传输到主机。用Python语言编写了软件程序，通过千兆以太网将所有命令发送到数据采集卡。针对TI公司的ADS52J90和ADI公司的AD9249设计了两块ADC板。两种ADC的TID测试已在BNL进行，ADS52J90的SEE测试已在Massachusetts General Hospital（MGH）进行。对试验结果进行了分析和介绍。测试结果表明，我们的测试系统是非常通用的，并工作良好的商业多通道高速ADC的辐射耐受性表征的ATLAS LAr量热计的升级。它也适用于其他需要耐辐射的对撞机物理实验。
2016-11-22 hep-ex 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
Fully upgraded $β$-NMR setup at ISOLDE for high-precision high-field studies
本文介绍了 ISOLDE 设施 β-NMR 装置的重大升级，包括 4.7 T 超导磁体、优化探测器和全数字化数据采集系统，使线宽窄 3 倍、分辨能力提高 15 倍，从而支持更精确的生物 β-NMR 研究及短寿命核磁化分布研究。
2024-09-30 nucl-ex 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
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
Performance of the High-Angle Time Projection Chambers in the Upgraded T2K Off-Axis Near Detector
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
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
Optimising a Muon Spectrometer for Measurements at the ISIS Pulsed Muon Source
这项工作描述了一个国家的最先进的μ子谱仪的ISIS脉冲μ子源的发展。作为对非常成功的欧洲货币联盟工具的一次重大升级，重点放在有效利用伊斯兰综合信息系统源现有的增强通量上。这是通过开发高度分段的探测器阵列和增强的数据采集电子设备实现的。ISIS光束的脉冲性质特别适合于开发涉及外部刺激的新实验，因此，采集系统中增加了对外部设备进行测序的能力。最后，还利用这个机会改进了光谱仪提供的磁场和温度范围，以便更好地装备仪器，用于运行未来的ISIS用户方案。
2014-04-17 cond-mat.mtrl-sci 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
Design and development of a high-speed Visible Pyramid Wavefront Sensor for the MMT AO system
MAPS（MMT自适应光学系外行星表征系统）是对传统6.5米MMT自适应光学系统的升级。这是一个由NSF MSIP资助的项目，包括（i）MMT自适应次镜（ASM）的翻新，（ii）新的高灵敏度和高空间阶可见光和近红外金字塔波前传感器，以及（iii）亚利桑那红外成像仪和中阶梯光谱仪（ARIES）和MMT高精度成像偏振仪（MMTPol）科学相机的升级。本文将介绍可见光角锥波前传感器的设计与研制。该系统由采集相机、快速倾斜调制镜、双锥、光瞳成像三合透镜和低噪声高速帧频CCID75相机组成。我们将报告硬件和软件，并介绍各个子系统的实验室表征结果，并概述空中调试计划。
2020-12-23 astro-ph.IM physics.ins-det
Open-Source Matlab-Based Graphical User Interface (GUI) For Computer Control of Microscopes Using Micro-Manager
实时延时显微镜对于广泛的生物应用至关重要。基于软件的自动化是图像采集所需硬件附件操作的黄金标准。鉴于目前的软件包既不负担得起，也不开放复杂的结构化编程，我们已经开发了一个基于Matlab的图形用户界面（GUI），从根本上是可访问的，同时提供无限的途径，进一步定制。GUI同时与开源、跨功能平台微管理器进行通信，以控制延时图像采集硬件，并与其他图像处理软件进行通信。通过18小时的细胞迁移实验证明了GUI的使用。结果表明，GUI可以生成高质量，高吞吐量的延时图像。GUI背后的核心代码是开源的，因此可以修改和升级。因此，它为全球研究人员提供了一个基本而实用的模板，可以根据他们的需求添加高级功能，例如Matlab软件支持的其他非显微镜硬件部件和软件包。
2019-06-18 eess.IV 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
A Zynq-based flexible ADC architecture combining real-time data streaming and transient recording
RFX-mod 2核聚变实验是2016年关闭的RFX-mod的升级。在机器结构和诊断方面的其他改进中，预见到更多数量的电磁探针（EM）以提供关于等离子体不稳定性的更多信息并允许改进的实时等离子体控制。RFX-mod 2中预见了一种模数转换器（ADC）架构，能够同时提供瞬态记录和实时流，以及基于FPGA的输入时间积分。瞬态记录通过在本地存储器中记录数据并在等离子体放电后读取存储器内容，提供全速数据采集（高达1 MSample/s）。主动控制需要实时的二次采样数据流。所选择的技术基于XILINX Zynq架构，该架构在同一芯片中提供了与FPGA紧密耦合的多核ARM处理器。时间关键功能由FPGA执行，例如循环数据缓冲器的管理、用于待流式传输的样本的二次采样的低通滤波和数字积分。其他功能由处理器执行，例如通过TCP/IP或HTTP接收的配置设置管理、瞬态记录缓冲器中采集样本的数据读出以及为主动实时等离子体控制收集的数据的网络数据流。
2018-06-21 physics.ins-det
Development and Implementation of Advanced Beam Diagnostic and Abort Systems in SuperKEKB
本文介绍SuperKEKB为应对突发束流损失，开发先进束流诊断与增强中止系统，以提升运行稳定性和亮度。
2024-09-25 hep-ex physics.ins-det
The AIDA-2020 TLU: a Flexible Trigger Logic Unit for Test Beam Facilities
AIDA-2020触发逻辑单元（TLU）设计灵活且易于配置，可为测试光束期间使用的设备提供触发和控制信号，并将其与光束望远镜集成。TLU（v1 E）的最新迭代已在AIDA-2020项目中重新设计，以与束流设施中使用的硬件集成。通过以太网执行与TLU的配置和通信。它可以作为一个独立的单元使用，也可以作为EUDAQ 2数据采集框架的一部分部署，这使得它可以连接到各种LHC读出系统。TLU可以以1 MHz的持续粒子速率和高达20 MHz的瞬时速率运行。在当前的固件迭代中，该单元可以以1.5 ns的分辨率为输入信号打上时间戳。TLU的硬件、固件和软件设计可免费访问，并受益于经验丰富的用户的不断输入和升级。TLU装置已经成功部署在CERN和DESY的光束线上。
2020-05-01 hep-ex physics.ins-det
The DZERO DAQ/Online Monitoring System and Applications, Including an Active Auto-recovery Tool
位于费米国家加速器实验室的DZERO实验最近启动了Run 2物理计划。探测器升级包括一个新的数据采集/3级触发系统。DAQ/Trigger系统设计的一部分是一个新的监控基础设施。监测的目的是满足实时要求，1秒的分辨率以及非实时数据。它还被设计为处理大量的显示器，而不会对监控信息源施加过度的负载。最终的协议基于XML，易于扩展，并产生了大量的显示器、客户机和其他应用程序。它也是在线系统安全墙之外可用的检测器性能的少数来源之一。基于该系统设计了一个DAQ错误自动恢复工具。本次演讲将包括DZERO DAQ/在线监控服务器的描述，基于ACE框架，协议，自动恢复工具，以及几个独特的显示器，其中包括一个基于ORACLE的存档程序和许多GUI。
2003-06-29 physics.ins-det
A combined ultrasonic flow meter and binary vapour mixture analyzer for the ATLAS silicon tracker
ATLAS硅跟踪器冷却控制系统的升级可能需要将C3 F8（八氟丙烷）蒸发冷却剂更改为含有10-25% C2 F6（六氟乙烷）的混合物。这样的变化将降低蒸发温度，以确保在LHC全光度下积累辐射损伤后的热稳定性。此次升级的核心是一种新的超声波仪器，在已知温度和压力下，在流动气体中沿相反方向连续测量声音传播时间，以推断C3 F8/C2 F6流量和混合物成分。本文介绍了该仪器及其监控与数据采集（SCADA）软件。该工具的几种几何形状正在使用或正在评估中。一种用于分析和测量中等流速的具有收缩轴向几何形状的仪器已经证明，对于具有20%C2F6的C3 F8/C2 F6摩尔混合物，混合物分辨率为3.10-3，对于高达30 gs-1的质量流量，流量分辨率为满量程的2%。在分子量（mw）差异很大的混合物中，可以实现更高的混合精度：对于C3 F8泄漏到ATLAS跟踪器氮气外壳的一部分（mw差异160），灵敏度<5.10-5。已开发出一种具有倾斜声路几何形状的仪器，用于约1.2 kg-1的高氟碳质量流率-对应于ATLAS硅跟踪器正在建造的新60 kW热虹吸再循环器中的全流量。进行了广泛的计算流体动力学研究，以确定优选的几何形状（超声换能器间距和位置，以及相对于蒸汽流动方向的声音交叉角）。具有45度交叉角的原型已经证明了对于高达15 ms-1的线性流速，流量分辨率为全尺寸的1.9%。该仪器有许多潜在的应用。
2012-10-17 hep-ex physics.ins-det
The Triggerless Data Acquisition System of the XENONnT Experiment
本文介绍XENONnT实验的无触发数据采集系统，该系统集成TPC、μ子否决和中子否决三个子系统，数字化698个PMT信号，通过商用硬件与自研软件实现高速读出、实时监测及在线分析，活时间超99%并已采集超过2 PB数据。
2022-12-21 hep-ex physics.ins-det
A FPGA-based architecture for real-time cluster finding in the LHCb silicon pixel detector
INFN Sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）；Scuola Normale Superiore（比萨高等师范学校）；Università di Pisa（比萨大学）；Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；Liverpool University（利物浦大学）；University of Oxford（牛津大学）；Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE)（加利西亚高能物理研究所（IGFAE））；Universidade de Santiago de Compostela（圣地亚哥德孔波斯特拉大学）
本文提出一种基于FPGA的实时簇寻找架构，用于LHCb VELO探测器，通过硬件加速提升触发率和节省带宽，且不损失跟踪性能。
2023-06-19 cs.AR cs.CV hep-ex
Operational experience and performance of the Silicon Vertex Detector after the first long shutdown of Belle II
本文报告 Belle II 硅顶点探测器在长期停机后的运行经验，确认其高性能，并介绍基于时间分组的新重建方法以降低假命中率，同时评估辐射损伤影响。
2025-04-24 hep-ex physics.ins-det
Time Projection Chamber for GADGET II
本研究将 GADGET 质子探测器升级为带 1024 焊盘 MICROMEGAS 读出的紧凑型 TPC，结合高密度采集、ATTPCROOT 模拟与二维 CNN 分类，实现低能衰变粒子的三维探测鉴别。
2023-12-19 nucl-ex physics.ins-det
