Nicolas Dumont Dayot pour le groupe LAr du LAPP Développement ATCA au LAPP pour un nouveau schéma de trigger du Calorimètre Argon Liquide Nicolas Dumont Dayot pour le groupe LAr du LAPP F. Bellachia, S. Cap, J Fragnaud, N. Letendre, G. Perrot. O. Simard, I. Wingerter-Seez 19/09/2014 LAPP-ATLAS FRANCE 2014

Sommaire ■ Contexte ■ Notre implication ■ Carte ABBA ■ Mezzanine contrôleur ATCA ■ Carte AMC ■ Prochaines étapes ■ Budget 2015 19/09/2014 LAPP-ATLAS FRANCE 2014

Contexte Collecte SuperCells des FEB Numérisation@40MHz Intérêt LAPP ~ 200 Gbps ~ 200 Gbps Collecte SuperCells des FEB Numérisation@40MHz Intérêt LAPP 19/09/2014 LAPP-ATLAS FRANCE 2014 3

Planning Phase I Preliminary Design Review: Mi 2015 Final Design Review : Fin 2015 Production Readyness Review : Mi 2016 Arrêt machine: mi 2018 et 2019 19/09/2014 LAPP-ATLAS FRANCE 2014

Notre implication Conception/Mise en œuvre carte ABBA (ATCA Test Board for Baseline Acquisition): - Carte format ATCA - 48 fibres optiques entrée/sortie connectées aux cartes Front End - 3 « gros » FPGA pour le traitement (Stratix IV) - Envoi des données sur fond de panier ATCA vers switch 10 GbE - Utilisation de ces cartes pour validation nouvelle chaine trigger LArg => coordination du firmware d’acquisition Conception/Mise en œuvre carte IPMC (Intelligent Platform Management Controller) - Répond aux spécifications ATCA (‘IPMI’ : Intelligent Platform Management Interface) - Management par Ethernet (Firmware FPGA, contrôle, monitoring, etc…) - Production/Distribution instituts intéressés Conception carte AMC (Advanced Mezzanine Card) Carte mezzanine logée sur carte ATCA (4 AMC par carte ATCA) Haute densité : 48 fibres optiques entrées/sorties, FPGA 20nm dernière génération (ARRIA10) Participation au firmware d’acquisition associé 19/09/2014 LAPP-ATLAS FRANCE 2014

Carte ATCA-ABBA Hardware Bloc FPGA Rx : 12x8Gbps Tx : 12x8Gbps DDR3 FPGA:Stratix IV FLASH CPLD Liens rapides vers fond de panier ATCA LAPP-IPMC V1 Alim ATCA 19/09/2014 LAPP-ATLAS FRANCE 2014

Carte ATCA-ABBA Firmware ADC Buffer TTC PHY 24 liens LTDB PHY XAUI PHY L1A ADC Buffer TTC PHY 24 liens LTDB LTDB PHY XAUI PHY XAUI links ADC Histo. FRONT FPGA0 XAUI DRIVER RECEIVER UDP 10GbE MAC-PHY XAUI PHY 10GbE ATCA Fabric L1A ADC Buffer TTC PHY 24 liens LTDB LTDB PHY XAUI PHY XAUI links BACK FPGA ADC Histo. FRONT FPGA1 LAPP DRESDE 19/09/2014 LAPP-ATLAS FRANCE 2014

Carte ATCA-ABBA Installation Carte connectée au LTDB BNL Carte connectée au LTDB SACLAY/LAL Switch 10GbE Carte ATCA-ABBA Installation Cartes installées dans USA15 en juillet 2014: - Une carte câblée vers LTDB BNL - Une carte câblée vers LTDB SACLAY/LAL - Développement du code de lecture intégré à TDAQ - Acquisition de données en cours, Phase de tests, debugging 19/09/2014 LAPP-ATLAS FRANCE 2014

Mezzanine contrôleur ATCA IPMC-V2.2 Nouvelle version IPMC-V2.2 Format compact DDR3 VLP miniDIMM Basée sur 2 microcontrôleurs 120 cartes produites en 2014 Software : Version de base installée Version support AMC à développer Cartes de tests - 5 Cartes complètes de test avec AMC 19/09/2014 LAPP-ATLAS FRANCE 2014

Carte LDPB Synoptique 19/09/2014 LAPP-ATLAS FRANCE 2014

Carte AMC Synoptique Description : - Carte mezzanine haute densité (180.6x75.5 mm) - 48 Tx/Rx optiques, FPGA ALTERA ARRIA10, 2xDDR3,port GbE-XAUI-GBT - Le LAPP a la responsabilité de cette carte au sein de la collaboration Slow control DDR3 DDR3 GbE uPOD Tx 1 XAUI x4 AMC : Face avant AMC : connecteur 4 12x4 ARRIA10 GBT uPOD Rx 1 (+2) LVDS x4 12x4 2 JTAG,clk IPM-L MMC DC/DC Clocks 19/09/2014 LAPP-ATLAS FRANCE 2014

Carte AMC Design pré-prototype CAO : FPGA ALTERA ARRIA10 : - Schématique terminée : en cours de vérification - Attention particulière sur le layout : Liens haute vitesse et surtout densité de puissance à prendre en compte FPGA ALTERA ARRIA10 : - Nouvelle techno 20 nm : version ES (Engineering Sample) - 3 échantillons ES2 (version 2) commandés PRODUCTION : 3 premiers pré-prototypes prêts pour fabrication fin 2014 tests début 2015 avec ES2 19/09/2014 LAPP-ATLAS FRANCE 2014

Prochaines étapes en 2015 Carte ABBA-CERN : Carte pré-prototype AMC : - Maintenance firmware - Lecture et intégration possible dans ATLAS Carte pré-prototype AMC : - Réception 1ere carte pré-prototype AMC: début 2015 - Tests extensifs, validation jusqu’à l’automne 2015 (carte de test CPPM) Carte prototype AMC : - Début design carte prototype AMC: fin 2015 - Participation au développement du firmware d’acquisition en parallèle (avec le CPPM) IPMC - Release finale software - Seconde production 60 cartes 19/09/2014 LAPP-ATLAS FRANCE 2014

Budget - Achat des principaux composants pour équiper 12 cartes AMC : 70kE > FPGA (version production) : 3kE (x12) > Micro-pod : 2kE (x12) > Autres : 10kE - Achats cartes de test, petits équipements : 5 kE ===> Demande totale budget sLAr 2015 : 75kE (70kE ATLAS core) - Demande en baisse par rapport à « Dialog » (baisse des coûts, absence de fabrication de carte en 2015). - Demande de financement pour la fabrication des IPMC auprès du réseau ATCA. 19/09/2014 LAPP-ATLAS FRANCE 2014