超高帯域光通信路によるデータ収集系の研究

• Project/Area Number: 16028218
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 中尾 幹彦 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教授 (80290857)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 領介 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教授 (90193531) ; 樋口 岳雄 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (40353370) ; 鈴木 聡 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 計算科学センター, 助手 (50280508)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥7,000,000 (Direct Cost: ¥7,000,000); Fiscal Year 2005: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2004: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,900,000)
• Keywords: 高エネルギー実験 / Super-B / データ収集 / FPGA / 光通信 / B中間子 / KEKB / Belle

Research Abstract

平成17年度はKEKBアップグレード計画(Super-B)のためにデータ収集系を一新する一環として引き続き光通信路の必要性および実現方法を研究した。平成16年度に設計・製作したVMEモジュールを使用してXilinx社のVirtexII Pro FPGA上のファームウェアの開発を行った。データ転送のプロトコルには、Xilinx社が無償で提供しているAuroraプロトコルを使用した。このモジュールでは、光通信用の実現に関して基板上にFPGAと光トランシーバ用のコネクタを用意するだけでよく、非常にコンパクトかつ安価に光通信を実現できるので、検出器のごく近傍にまで光通信路を配置するのに最適である。Super-B計画で必要とされる検出器および読出方法の開発研究も進みつつあり、特に非常に大量の信号量の予想されるピクセル検出器の信号読出しなどで高帯域の光通信路とFPGAの組合せの応用は広いことがわかった。逆に、当初試作を予定していた単純なアナログ・デジタル変換回路との組合せのような用途はなさそうである。本研究で試作したモジュールでは2Gbpsの光通信路を使用しているが、当初予定では、10Gbpsのトランシーバ機能を持つXilinx社のVirtex4-FX FPGAを使用してテストモジュールを試作する予定であり、発表されている規格を元に開発を進めていた。しかし、製造プロセスに難があるということで現在までのところ安定供給されておらず、本研究でも試作にいたらなかった。