Please use this identifier to cite or link to this item:
https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/36848Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | Liontos, Spyridon | en |
| dc.contributor.author | Λιόντος, Σπυρίδων | el |
| dc.date.accessioned | 2024-03-04T14:14:12Z | - |
| dc.date.available | 2024-03-04T14:14:12Z | - |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/36848 | - |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.16561 | - |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ | * |
| dc.subject | CERN | en |
| dc.subject | CMS | en |
| dc.subject | Readout | en |
| dc.subject | HL-LHC | en |
| dc.subject | BMTL1 | en |
| dc.subject | FPGA | en |
| dc.title | Design of a readout system for testing the electronics of the CMS experiment barrel muon trigger at the HL-LHC accelerator at CERN | en |
| dc.title | Σχεδιασμός συστήματος ανάγνωσης για τη δοκιμή των ηλεκτρονικών σκανδαλισμού μιονίων του Πειράματος CMS στον Επιταχυντή HL-LHC στο CERN | el |
| dc.type | masterThesis | en |
| heal.type | masterThesis | el |
| heal.type.en | Master thesis | en |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.dateAvailable | 2024-03-04T14:15:12Z | - |
| heal.language | en | el |
| heal.access | free | el |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών | el |
| heal.recordProvider | University of Ioannina. School Of Sciences | en |
| heal.publicationDate | 2024-01 | - |
| heal.abstract | The Large Hadron Collider is the world’s largest and most powerful particle accelerator and collider. Four large detectors are placed on the LHC’s interaction points in order to capture the data produced by proton-proton collisions. One of the two largest detectors is the CMS detector located at interaction point 5. It features a superconducting solenoid magnet and an elaborate muon system. The LHC is planned to be upgraded to the High Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC) at the end of its third run, Run 3. The new machine will increase its nominal luminosity value, with a ten fold increase in its total integrated luminosity. As a result the average number of inelastic collisions per bunch crossing, pileup, will increase from what is currently 50, up to 200. In order to sustain the radiation and the increased data flow the CMS detector is planned to be upgraded, the upgrades called the phase-2 upgrades. This thesis focuses on the readout implementation in FPGA custom made boards for the BMTL1 back end system. The readout mechanism provides the stored data from the detector to a phase-1 system in order to be relayed to the Data Acquisition (DAQ) system. Along with the readout system a comprehensive view of the high speed link protocols used in the firmware, was required. This was achieved by further studying and correctly implementing a newly created high speed protocol at 10 Gbps in a commercially available FPGA board. | en |
| heal.abstract | Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων LHC ειναι ο μεγαλύτερος επιταχυντής στοι- χειωδών σωματιδίων στον κόσμο. Βρίσκεται στο ερευνητικό κέντρο του CERN στην Γενεύη της Ελβετίας. Τέσσερις μεγάλοι ανιχνευτές έχουν εγκατασταθεί σε τέσσε- ρα απο τα σημεία που πραγματοποιούνται συγκρούσεις σωματιδίων, ούτως ώστε να συλλέξουν την πληροφορία από τα προϊόντα των συγκρούσεων. ΄Ενας από τους πιο μεγάλους ανιχνευτές είναι ο CMS ανιχνευτής που βρίσκεται στο σημείο 5 του συ- γκροτήματος. Ο ανιχνευτής απαρτίζεται από ένα υπεραγώγιμο σωληνοειδές μαγνήτη ικανό για την παραγωγή μαγνητικού πεδίου μεγέθους των 4 Tesla αλλά μεταξύ άλλων και από ένα πολυ-σύνθετο σύστημα ανίχνευσης μυονίων. Κατά το τέλος της τρίτης περιόδου της λειτουργίας του επιταχυντή, το σύστημα θα αναβαθμιστεί ούτως ώστε να αυξηθεί η ονομαστική τιμή της φωτεινότητας του μηχανήματος σε 7.5 × 1034cm−2s−1 από την τρέχουσα τιμή 1 × 1034cm−2s−1, με σχέδια για τα επόμενα 12 χρόνια να δεκαπλασιάσει την συνολική του συσσώρευση φωτεινότητας στα 4000 f b−1. Ο αναβαθμισμένος επιταχυντής θα ονομάζεται HL- LHC, ο υψηλής φωτεινότητας μεγάλος επιταχυντής αδρονίων. Λόγω της αυξημένης φωτεινότητας ο αριθμός ανελαστικών συγκερούσεων ανά 40MHz θα αυξηθεί περίπου στις 200, από τον τρέχων αριθμό των 50. Για να μπορέσουν να αντέξουν στην αυξημένη ακτινοβολία τα ηλεκτρονικά του συστήματος θα αναβαθμιστούν, καθώς και επίσης για να μπορέσουν να ανταπεξέλθουν στον ανεβασμένο όγκο πληροφορίας που θα προέρχεται από τα προϊόντα των συγκρούσεων πρωτονίων με συνολική ενέργεια κέντρου μάζας στα 14TeV. Οι αναβαθμίσεις συνιστούν την δεύτερη φάση αναβάθμισης του συστήματος Phase-2. Ο ανιχνευτής του πειράματος CMS θα αναβαθμίσει μερικά από τα συστήματα α- νίχνευσης, καθώς και μερικά από τα ηλεκτρονικά συστήματα που τον υποστηρίζουν. Ο ανιχνευτής λαμβάνει σήματα από συγκρούσεις της τάξης των μερικών δεκάδων Petabytes ανά δευτερόλεπτο. Ο όγκος της πληροφορίας καθιστά δύσκολη την απο- θήκευση του συνολικού ποσοστού της πληροφορίας αυτής, σε κοινά αποθηκευτικά μέσα όπως αυτά των σκληρών δίσκων. Για τον λόγο αυτόν το σύστημα ανίχνευσης σωματιδίων συμπεριλαμβάνει ένα σύστημα σκανδαλισμού. Το σύστημα σκανδαλισμού απαρτίζεται από το πρώτο επίπεδο σκανδαλισμού Level-1 Trigger, το οποίο λαμβάνει και επεξεργάζεται δεδομένα σε πραγματικό χρόνο απο τον ανιχνευτή σε ειδικά κα- τευσκευασμένες ηλεκτρονικές κάρτες με FPGA, και κατα δεύτερον από το σύστημα υψηλού επιπέδου σκανδαλισμού High Level Trigger το οποίο απαρτίζεται από κλασι- κής αρχιτεκτονικής επεξεργαστές. Το πρώτο επίπεδο σκανδαλισμού είναι υπεύθυνο για την μείωση του ρυθμού πληροφορίας από 40MHz σε 750KHz, καθώς και για την μετάδοση της πληροφορίας στο δεύτερο επίπεδο σκανδαλισμού από όπου ο ρυθμός πληροφορίας μειώνεται περαιτέρω στα 7.5KHz όπου και αποθηκεύεται τελικώς σε κοινά αποθηκευτικά μέσα ούτως ώστε να μελετηθούν τα δεδομένα από ερευνητές σε όλο τον κόσμο. Το πρώτο επίπεδο σκανδαλισμού, με την χρήση αλγορίθμων μπορεί να προβεί σε ανακατασκευή των τροχιών των σωματιδίων και να αποφανθεί για την σημασία του περιεχομένου της πληροφορίας. Στην συνέχεια σηματοδοτεί όλα τα συστήματα του να μεταδώσουν Read-Out την προσωρινά αποθηκευμένη πληροφορία τους στο σύστημα ανάγνωσης DAQ ούτως ώστε να μεταφερθεί η πληροφορία στο δεύτερο ε- πίπεδο σκανδαλισμού. Στην παρούσα εργασία έχει υλοποιηθεί το Readout σύστημα για τις νέες αναβαθμισμένες κάρτες που θα δέχονται πληροφορία για την ανίχνευση των μυονίων στην περιοχή του βαρελιού. Το σύστημα καθώς βρίσκεται υπό ανάπτυ- ξη, χρησιμοποιεί παράλληλα ηλεκτρονικές κάρτες από το τρέχων σύστημα, καθώς μεταδίδει την αποθηκευμένη πληροφορία από τον ανιχνευτή σε αυτές με την χρήση οπτικών ινών σε υψηλές ταχύτητες. Λόγω της ευρείας χρήσης συστημάτων μετάδο- σης πληροφορίας υψηλών ταχυτήτων με οπτικές ίνες, πραγματοποιήθηκε η ανάπτυξη ενός πρωτοκόλλου κατά την μελέτη αυτών. | el |
| heal.advisorName | Fountas, Konstantinos | en |
| heal.committeeMemberName | Manthos, Nikolaos | en |
| heal.committeeMemberName | Papadopoulos, Ioannis | en |
| heal.committeeMemberName | Fountas, Konstantinos | en |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Φυσικής | el |
| heal.academicPublisher | University of Ioannina. School Of Sciences. Physics Department | en |
| heal.academicPublisherID | uoi | el |
| heal.numberOfPages | 119 σ. | el |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| Appears in Collections: | Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΦΥΣ | |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Μ.Ε. Spyros Liontos 2024.pdf | 11.01 MB | Adobe PDF | View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
