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Réunion Electronique pour Spiral 2- 4 décembre 2008 A. Boujrad EXOGAM2 Quelques motivations Exogam 2 cest principalement lévolution de lélectronique et.

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1 Réunion Electronique pour Spiral 2- 4 décembre 2008 A. Boujrad EXOGAM2 Quelques motivations Exogam 2 cest principalement lévolution de lélectronique et du DAQ dExogam Meilleure localisation des γ incidents => Flash ADC et filtrage numérique Réduction du temps Mort => transmission à haut débit (qq Ghz) Fort taux de comptage => Méthode ADONIS (100 Khz) Problème de maintenance VXI (obsolescence, expertise) => choix de lATCA (expertise Agata )

2 Réunion Electronique pour Spiral 2- 4 décembre 2008 A. Boujrad EXOGAM2 Système de détection CsI De « Rencontre des jeunes chercheurs la houche 2007», Doan Quang Tuyen 16 clovers = 64 cristaux 1 cristal = 4 segments Soit : 64 Inners 256 segments 64 CsI 64 BGO

3 Réunion Electronique pour Spiral 2- 4 décembre 2008 A. Boujrad EXOGAM2 Architecture Générale EXOGAM2 Global Trigger and Synchronization Digital Processing Fast Analog to Digital Conversion Differential Preamplifiers 7 differential analog signals per crystal ICR < 100kHz per crystal 8 links per ATCA carrier (1.4 Gb/s per ADC channel) 16 clovers = 64 crystals 2 crystals / 1 NIM board => 32 NIM boards 1 clover / 1 ATCA carrier => 16 carriers 1 link per hub ( 6 MB/s per crystal) 1 link per ATCA carrier DAQ KALMAN processing 1 link per ATCA carrier ( 2 Gb/s) 1 GTS supervisor and 16 GTS mezzanines

4 Réunion Electronique pour Spiral 2- 4 décembre 2008 A. Boujrad EXOGAM2 Spécifications 1)Parameters: - Inner: E6MeV, E20MeV, Time, Time Stamping - Outers: E6MeV, Emirror, T30, T60, T90 - BGO : Energy, veto - CSI: Energy, veto 2) Counting and data readout rate: - Maximum counting rate: 100kHz per crystal - Maximum data readout rate, (about 30 Bytes per crystal) : 3 MB/s per crystal 3) Trigger considerations: - Triggerless: Crystal parameters validation from inner discrimination signal - Event trigger: Event validation from multiplicity signal - Common dead time: Event validation from EXOGAM2 multiplicity and ancillary detectors signals 4) High counting rate spectroscopy : - ADONIS (Algorithmic Development framewOrk for Nuclear Instrumentation and Spectrometry) : Energy processing based on a Kalman filter. - Main benefits: no tuning versus ICR, no balistic deficit.

5 Réunion Electronique pour Spiral 2- 4 décembre 2008 A. Boujrad ½ NIM ADC Front End layout: 1 crystal EXOGAM2 Synoptique de « Digitiseur » NUMEXO2

6 Réunion Electronique pour Spiral 2- 4 décembre 2008 A. Boujrad EXOGAM2 NIM ADC Front End layout: prototype 1 crystal Ethernet Inspections Serial Link Start/Stop Analog Inputs Optical Transmitters and Transceivers

7 Réunion Electronique pour Spiral 2- 4 décembre 2008 A. Boujrad EXOGAM2 NIM ADC Front End layout: prototype 1 crystal ZL x 2.7 Gbps Parallel Fiber Optic Link Transmitters - 8 raw digital samples lanes (14 (2 inners, 4 outers, 1 BGO, 1 CsI) ZL60301 (4+4) x 2.7 Gbps Parallel Fiber Optic Link Transceivers - 4 Receivers: (Synchronization, 100 MHz clock, 5 Offsets data, Reset) - 2 Transmitters: (Start/Stop, Synchronization Return) 3M MDR connector,102 serie (2*20) - 7 analog differential inputs from preamps: (1 inner, 4 outers, 1 BGO, 1 CsI) - 5 analog differential outputs to preamps: (1 inner, 4 outers) 2 Lemo 00 coaxial connectors, 50Ω - Start/Stop NIM Input/output Virtex 4 software /firmware blocks: - Linux - Communication links: Ethernet, Serial link - ADC setup - Analog and digital inspections - Offset preamps control - Start/stop transceiver - ADC raw samples readout - Synchronization (measurement of the raw samples time transmission for each lane) - ADC self test

8 Réunion Electronique pour Spiral 2- 4 décembre 2008 A. Boujrad Traitement numérique CRISTAL A Traitement numérique CRISTAL B Traitement numérique CRISTAL C Traitement numérique CRISTAL D Digital Processing CRYSTAL A CRYSTAL B CRYSTAL C CRYSTAL D Digital Processing ATCA carrier layout: 1 clover -Shelf management - 48V power -Slow Control Ethernet (Base interface) - Parameters fast readout (Fabric interface) - START/STOP input - I/O GTS supervisor I/O 1 NIM ADC FE board I/O 1 NIM ADC FE board AGATA ATCA carrier - Inner samples fast readout SFP0 SFP1 EXOGAM2 The ATCA processing


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