Fast dual-port memory for the Large Hadron Collider s readout system test benches

Abstract

Hiukkaskiihdyttimiä käytetään suurenergiafysiikan tutkimuksessa kiihdyttämään hiukkasia, kuten elektronit tai protonit, lähes valon nopeuteen ja törmäyttämään niitä toisten hiukkasten kanssa, jolloin energiaa muuttuu materiaksi uusien hiukkasten muodossa. Näissä tapahtumissa syntyvistä hiukkasista tehdään havaintoja hiukkasilmaisimilla. CERN:in seuraavasta hiukkaskiihdyttimestä, Suuri Hadronitörmäytin (Large Hadron Collider), kerättävän tiedon määrä tulee olemaan valtava, koska hiukkaskimppujen kohtaamistaajuus (bunch crossing rate) saattaa olla jopa 66 MHz. Tämä asettaa korkeat vaatimukset lukuelektroniikalle, jonka on kyettävä alentamaan tiedon määrää liipaistumalla ainoastaan mielenkiintoisiin tapahtumiin. Lukuelektroniikan kehittämiseksi rakennetaan VME-pohjainen testipenkkijärjestelmä, joka koostuu useasta erillisestä VME-moduulista. Tämä työ sisältää nopean kaksiporttisen muistin rakenteellisen ja toiminnallisen dokumentoinnin. Kortti tarjoaa liitynnän VME-pohjaisen ohjausjärjestelmän ja testattavan laitteen välille. Muistikorttia voidaan käyttää nopeana tallennuslaitteena sekä digitaalikuviogeneraattorina, koska se pystyy suorittamaan suurinopeuksisia muistilohkosiirtoja. Kortinmäärittely esitetään, multipleksoitu muistirakenne selvitetään, rinnakkaissarjamuunnos menetelmällä toteutettu VME-väyläliityntä esitellään ja muistikontrollin toteutus sekä siihen liittyvä silmukka/sekvenssi algoritmi käydään läpi. /Kir11