Laurent Gross # 1 Contrôle, Acquisition de Données et Gestion des Erreurs du Tracker de CMS CMS France 29 - 31 mars 2006 G. BaulieuIPNL – Lyon F. Drouhin.

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1 Laurent Gross # 1 Contrôle, Acquisition de Données et Gestion des Erreurs du Tracker de CMS CMS France 29 - 31 mars 2006 G. BaulieuIPNL – Lyon F. Drouhin UHA - Mulhouse L. GrossIReS - Strasbourg L. MirabitoIPN - Lyon D. Vintache IReS - Strasbourg

2 Laurent Gross # 2 Objectifs  Système de contrôle et d’acquisition de données Ensemble Logiciel & Matériel  Objectifs : Fournir un système de contrôle et d’acquisition de données pour le Tracker de CMS Fournir un outil d’aide au diagnostique d’erreurs et de reconfiguration automatique du système Fournir un système de contrôle et d’acquisition de données pour les centres d’intégration et de construction

3 Laurent Gross # 3 Acteurs  En France, trois instituts impliqués IPN (Lyon) IReS (Strasbourg) UHA (Mulhouse)  Collaborations Inter-Instituts CERN Autre sous-détecteurs de CMS

4 Laurent Gross # 4 Responsabilités  IPN Lyon Acquisition de données (DAQ) & Séquenceur Conception / Réalisation des outils logiciels associés  IReS / UHA Contrôle rapide / Système de diagnostique Conception / Réalisation des outils logiciels associés  Mise en commun IPN Lyon/ IReS / UHA Système de Contrôle, d’Acquisition de Données et de Diagnostique du Tracker de CMS Distribution commune de ces outils

5 Laurent Gross # 5 Vue générale du système CCU Hybride FECFED Séquenceur Contrôle Superviseur DAQ Superviseur Détecteur Contrôle Acquisition de données (DAQ)

6 Laurent Gross # 6 Contrôle du Tracker - FEC Format PCI 1 ring / carte Format final VME 9U 8 rings / carte

7 Laurent Gross # 7 Contrôle du Tracker - CCU 16 canaux I2C (gestion des Hybrides) 4 canaux d’E/S 8 bits (gestion des reset) 1 canal Mémoire 1 canal Trigger 1 canal JTAG

8 Laurent Gross # 8 Contrôle du Tracker - Hybride PLL MUX DCU APV APV : électronique de lecture PLL : puce de programmation du retard et d’alignement de l’horloge MUX : multiplexage de 2 APV DCU : monitoring des T°, tensions et courants Laserdriver analogique : envoi des données au Front-End Driver (FED) Laserdriver digital : anneau pour la partie contrôle Front-End Controller (FEC) Bus d’accès commun : i 2 c Puces électroniques configurables dynamiquement

9 Laurent Gross # 9 Contrôle du Tracker – Besoins  Contrôle « rapide » Chargement « à la demande » de la configuration de l’électronique : 1 680 000 valeurs pour la configuration des 16 000 modules Nécessité de garder des versions de paramètres et leurs historiques Utilisation d’une base de données de configuration Optimisation des temps de chargement Rechargement « automatique » de la configuration de l’électronique (SEU, défaillance de l’électronique) Automatisation de la détection et de la correction d’erreurs : Système de diagnostic  Contrôle « lent » (Monitoring) : DCU (T°, V, I) sur les modules Senseurs de T° & humidité sur les boucles de refroidissements Basses et hautes tensions Utilisation d’une base de données de conditions Prise de décision en cas d’erreur : Système de diagnostic

10 Laurent Gross # 10 cond. DB Mesures DCS layer (Diagnostic & Reconfiguration ) Pilotes Matériel Visu. DCU (java) cond. DB Filtre DCU (XDAQ) Filtre DCU (XDAQ) Filtre DCU (XDAQ) i2o conf. DB DCU Thread FecSupervisor (XDAQ) DCU Thread FecSupervisor (XDAQ) DCU Thread FecSuperviseur (XDAQ) Visu. PLC (java) PLC Filtre PLC (XDAQ) PLC T, H, autres… T, V, I Mesures Câblé Lecture DCU Contrôle du Tracker – Architecture Logicielle Commandes

11 Laurent Gross # 11 Contrôle du Tracker - Status  Pilotes de Périphérique : Utilisation de HAL (Hardware Access Library) pour le VME Version de développement validée Version d’exploitation validée  FEC Superviseur : Version de développement validée Version d’exploitation validée  DCU Superviseur Version de développement validée Version d’exploitation en cours de validation – tests de tenue en charge nécessaires  Base de données Version de développement validée Version d’exploitation validée

12 Laurent Gross # 12 Acquisition de données - FED 12 fibres AOH Recepteur Optique FPGAs Front-End Entrée TTCrx Compact Flash Firmware Update VME FPGA

13 Laurent Gross # 13 Acquisition de données – Besoins  Plusieurs Digitiseur supportés Nécessité d’une abstraction générique de collection de données FEDEmulator: Debug, FED PCI: Centre de tests des modules, FED VME 9U: Intégration  Interaction DAQ-Déclenchement-Contrôle Boucle d’acquisition spécifique pour calibrer les détecteurs et les digitiseurs  Configuration Ponctuelle, sur demande d’un utilisateur Automatique à chaque début de run Utilisation d’une base de données de configuration. Optimisation des temps de chargement Automatique (reconfiguration), sur détection d’une erreur Automatisation de la détection et de la correction d’erreurs : Système de diagnostic  Exploitation Flux de données très important : 90 Mbyte/s par partition en acquisition locale Dimentionnement du réseau et des unités de filtrage dédiées Stockage, intégrité des données, exploitation des données, essentiellement pour les DAQ locales aux centres de test et d’intégration Développement d’outils clé en main

14 Acquisition de données – Architecture Logicielle

15 Laurent Gross # 15 Acquisition de données - Status  DAQ basée sur les FED PCI Version de développement validée Version d’exploitation validée  DAQ basée sur les FED VME 9U Version de développement validée Version d’exploitation validée  Possibilité (récente) de provoquer des évènements simulés dans les FEDs  Tracker Supervisor (Séquenceur) Version de développement validée Version d’exploitation validée

16 Laurent Gross # 16 Bases de Données  Plusieurs bases de données Construction Configuration Condition Géométrie  Pour les bases de Configuration et de Condition Oracle, accès via « Oracle Call C++ Interface » opérations de pré-chargement envisagées Parallélisation des accès envisagée  Status Version de développement validée Version d’exploitation validée

17 Laurent Gross # 17 Système de Diagnostique  Capacitées offertes Conception de messages d’erreur dédiés Envoi de ces messages d’un processus vers un système de diagnostique dédié Visualisation, tri et archivage des messages d’erreur Activation d’un système de reconfiguration sur demande Interface utilisateur pour la configuration, au vol, du système de diagnostique Système générique Distribution version 1.3 disponible  Status Version de développement validée Version d’exploitation reste à valider Tests de tenue en charge Synchronisation avec DCS/RCMS en cas de demande de reconfiguration

18 Laurent Gross # 18 Conclusions Générales  Contrôle, Acquisition de Données et Diagnostique  Une distribution commune  Système largement validé sur des « petits » systèmes (Faisceaux test, Centres d’Intégration)  Système « final » pour de nombreux modules logiciels  Système « final » pour de nombreux modules logiciels  Le test à grande échelle de ce système est attendu avec impatience (test CERN 25%)  Collaboration IPN/IReS/UHA fructueuse & pérenne  Beaucoup d’expérience acquise par le groupe