2019 Fiscal Year Annual Research Report
Challenge of ultimate fast data acquisition system for heavy-ion collisions at J-PARC
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16K13808
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
佐甲 博之 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (40282298)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大山 健 長崎総合科学大学, 工学研究科, 教授 (10749047)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | J-PARC / FPGA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、ALICE実験のCRUのTPC検出器用のFPGAファームウエア開発をさらに進め、ヒットデータのソーティング、ペデスタルの差し引きとゼロ抑制、コモンモードノイズのフィルタリング、TPCパッドヒットのクラスタリングのアルゴリズム等を実装した。しかし、クラスタリングに関しては、CRUのFPGA(Arria10)におけるロジックリソースの約40%を消費することがわかり、ALICEのオンライン処理からは外さざるを得ないことがわかった。そこで、ALICEではCRUに代わってクラスタリング処理を行うデバイスとして、GPUの検討を行っているが、本研究では、CRUよりも高速なメモリ間のデータ転送が可能な、HBM (high band-width memory)を備えたFPGAボード(Xilinx Alveo U50)によるクラスタリングの検討を行った。そのため、このボードを3台購入し、 HLS(High-Level Syntheses) を用いてクラスタリングロジックを実装した。
本研究課題の締めくくりとして3月16日に研究会「ミニワークショップ: 次世代物理実験に向けた広帯域データ収集・処理システム」（https://indico.iist.nias.ac.jp/event/216/）を行った。そこで、本研究で開発したALICE CRUにおけるFPGAによるデータ圧縮処理技術、新しいFPGAによるCRUよりも高速なデータ処理の可能性、さらにこの技術の応用が期待されるALICE実験のFoCal計画とJ-PARC重イオン計画（J-PARC-HI）におけるオンラインデータ解析の計画について議論を行った。
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