博士论文-PXD硅像素探测器高速数据处理系统关键技术的研究

CORC > 高能物理研究所 > 中国科学院高能物理研究所 > 实验物理中心 > 学位论文和出站报告

题名	博士论文-PXD硅像素探测器高速数据处理系统关键技术的研究
作者	赵京周
学位类别	博士
答辩日期	2013
授予单位	中国科学院大学
授予地点	北京
导师	刘振安
关键词	PXD 数据获取 xTCA 计算节点亮度读出
学位专业	核技术及应用
中文摘要	SuperKEKB 是日本KEKB 的升级改造工程，它是一个不对称能量的双环正负电子对撞机，正负电子能量分别在4 GeV 和7 GeV，设计亮度8 × 1035 cm-2 s-1。Belle II 是将运行在SuperKEKB上的探测器，也是原Belle探测器的升级，它由束流管，硅像素探测器( PXD)、顶点探测器( SVD)、中央漂移室( CDC)、粒子鉴别探测器( PID)、电磁量能器( ECL) 以及KL0 粒子和μ粒子探测器( KLM)等探测器组成。 PXD探测器是升级改造工程中增加的新型探测器，位于Belle II的最内层，产生的数据量巨大，常规的数据读出系统根本不能满足Belle II后端读出的要求。需要具有高带宽（6Gbps高速数据传输及输入输出）、大缓存（180GB数据缓存）、大压缩比和实时处理的数据处理系统，能够在事例数据合并打包前最大限度的压缩数据并保留有效事例。本论文研究内容针对PXD数据处理系统课题需求，进行相关关键技术的研究，包括：1. 采用高速串行的模式完成数据的收发、共享，系统吞吐量研究，达到了约350Gbps量级；2.采用板上独立DDR提供5秒数据的存储；3.引入xTCA新标准进行新的架构研究,系统计算节点采用子母板的结构和智能管理模块，实现了现场可替换单元的理念。4. PXD探测器数据减低研究，采用FPGA作为计算芯片实现数据的快速并行计算；算法依据紧邻其外的SVD探测器探测提供的粒子的径迹位置来确定PXD有效像素位置，仅保存周围的数据，尽量多地去除本底、噪声等无用数据。论文详细分析PXD探测器的读出数据量，介绍PXD探测器的数据获取系统结构；重点介绍基于xTCA新标准的计算节点的设计架构，实现方案以及计算节点的性能测试。在论文最后介绍ZDD亮度读出的实现，作为计算节点数据处理架构的工程性的验证。
语种	中文
学科主题	核技术及应用
公开日期	2016-02-25
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/209789]
专题	实验物理中心_学位论文和出站报告高能物理研究所_实验物理中心
作者单位	中国科学院高能物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	赵京周. 博士论文-PXD硅像素探测器高速数据处理系统关键技术的研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2013.