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Development and performance studies of SoC FPGA module for high energy experiment application

Research Project

Project/Area Number 16K05387
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

Sasaki Osamu  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, 教授 (30178636)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 坂本 宏  東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 名誉教授 (80178574)
Research Collaborator IKENO Masahiro  
MAEDA Junpei  
OKUMURA Yasuyuki  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
KeywordsSoC FPGA / トリガー / ギガビット高速通信 / Zynq / Xilinx / LHC / ATLAS / 素粒子(実験) / 素粒子(実験) / 素粒子実験 / システムオンチップ / アルゴリズム
Outline of Final Research Achievements

We have evaluated the possibility of introducing next-generation logic devices: SoC FPGA into control system and trigger system for high-energy experiments.
We adopted the Xilinx Zynq-7000 series as an SoC FPGA, and confirmed the basic performance with the evaluation board and maintained the development environment. We implemented Linux, which is the basic software, on the SoC CPU, and worked on the development of the kernel and device drivers. Based on the result, we were able to develop and manufacture a general-purpose VME module mounting the Zynq FPGA. Using the module, we plan to promote basic performance evaluation aiming at SoC FPGA introduction to the ATLAS experiment.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

開発・製造されたSoC FPGA搭載VMEモジュール及び基本ソフトウエアは、高エネルギー実験への導入を前提に開発されたものであり、このモジュールの試験を通して得られる知見は、他の素粒子実験用測定器のみならず加速器制御等への広範な応用に大きく役立つものである。開発されたハードウエア、ソフトウエアは汎用性を持つものであり、モジュール開発を通して習得した高速電子回路等のノウハウも、OpenITと呼ばれるプロジェクトの公開サーバなどを通して一般に公開する予定である。また、同様の開発を目指す若手研究者への技術移転や助言などを行っていく予定である。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2018 2017 2016

All Presentation (4 results)

  • [Presentation] Zynqベース汎用モジュールPT-Zの開発2018

    • Author(s)
      堀口楠日
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会(東京理科大学・野田)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Zynqベース汎用モジュールPT-Zの開発2018

    • Author(s)
      堀口楠日
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会(東京理科大学・野田)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] SoC(System on Chip)デバイスによる汎用VMEモジュール開発2017

    • Author(s)
      坂本宏
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会(宇都宮大学・宇都宮)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] SoC(System on Chip)デバイスによるフロントエンドエレクトロニクス開発2016

    • Author(s)
      坂本宏
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      宮崎大学(宮崎県・宮崎市)
    • Year and Date
      2016-09-21
    • Related Report
      2016 Research-status Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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