Diplomarbeit
Readout chain for high-resolution hadronic calorimeters with silicon photomultipliers
Johannes Gutenberg University Mainz, ATLAS Group / CALICE / ILC
Der bibliografische Eintrag ist der Vollständigkeit halber enthalten; die Verifizierung des kanonischen externen Quellenlinks steht noch aus.
- Datum
- 2013-07-15
Diese Seite ist seine eigene Abschlussarbeit. Die Abschnitte darunter beschreiben, worum es geht, wie sie gebaut wurde, und den Anteil, den er geliefert hat.
Worum es geht
Das ist die Diplomarbeit von Dr. Andree Welker: die Auslesekette eines hochgranularen Hadronkalorimeters mit Silizium-Photomultipliern, entstanden in der Mainzer ATLAS-Gruppe für CALICE / ILC. Die Platine selbst war ein Meter lang, zwölflagig, mit vier FPGAs. Das ist eine Einjahres-Detektorlieferung von vorn bis hinten, keine Literaturarbeit.
Der Weg in dieses Jahr war schon gebaut: Delphi-Ausbildung in Elektronik, Leiterplattendesign, Programmieren, Metallverarbeitung, Hausverdrahtung und Siemens S7, danach Nebenfächer Elektronik, Informatik, Kernchemie und Mathematik. Die Diplomarbeit ist der Ort, an dem dieser Stack zu dieser ein Meter langen Kalorimeterplatine wurde.
Methoden und Aufbau
Er hat eine ein Meter lange, zwölflagige Leiterplatte mit vier FPGAs und einem Zynq-Mars-Board als Link Data Aggregator entworfen und programmiert. Er hat die Platine bestückt, die Fertigung für Tempo nach außen gegeben, die Firmware geschrieben, die Kette zur ersten Beamtime gebracht und die Daten ausgewertet. Ressourcen, Aufwand, Kosten und Zeit waren über Hardware und Software gemeinsam geplant.
Der architektonische Schnitt: aus Tausenden von Datenkabeln wurde ein Ethernet-Link, damit Totmaterial den Detektor verlassen kann. Ein hochgranulares CALICE-Kalorimeter braucht diesen Aggregator, wenn die Kanäle als Daten aus der Halle kommen sollen und nicht als Kabelbaum.
Warum das zählt
Ein künftiges Lepton-Collider-Kalorimeter funktioniert nur, wenn die Auslese als Daten aus der Halle kommt, nicht als Kabelbaum. Die ein Meter lange, zwölflagige Leiterplatte mit vier FPGAs ist dieser Schritt: der Link Data Aggregator, der ein skalierbares CALICE-System im Strahl nutzbar machte.
Deshalb war die kernphysikalische Promotion der direkte nächste Schritt, kein Neustart. Derselbe, der eine ein Meter lange, zwölflagige FPGA-Platine entwerfen, programmieren und in Betrieb nehmen konnte, konnte später PI-ICR-Elektronik und -Software an einer Penningfalle implementieren. Eine öffentliche Thesisdatei ist noch nicht verlinkt; diese gelieferte Platine selbst ist der Nachweis.
Sein Anteil
Diese Seite ist die Diplomarbeit von Dr. Andree Welker. Andere Arbeiten in diesem Archiv listen ihn unter vielen Autoren.
Er hat die ein Meter lange, zwölflagige Leiterplatte mit vier FPGAs entworfen, die Firmware programmiert, sie an den Strahl gebracht und die Daten ausgewertet. Der ILC-TDR und die CALICE-Notizen in diesem Archiv sind Gemeinschaftsarbeiten. Dieses Jahr ist dieser ein Meter lange Link Data Aggregator, die Platine, die ein hochgranulares Kalorimeter zum Datensystem macht.