Speaker
建蒙 董
(Tsinghua University)
Description
微结构气体探测器可以实现二维或三维粒子径迹探测，因此在大型粒子物理实验和辐射成像等领域中有广泛的应用前景。微结构气体探测器往往需要高密度读出电子学。WASA芯片是一款针对CEPC-TPC研制的16通道低功耗、高集成度前端ASIC芯片。单通道集成了模拟前端、最高可达100 MSPS采样率和10bit精度波形采样ADC以及数字滤波等模块，功耗小于5mW/ch。同时还支持外触发，自触发以及外触发加窗等多种触发模式。
本文基于WASA芯片开展可扩展读出电子学系统的研制，采用模块化的设计思路：前端板（Front-End Card，FE）搭载4片WASA芯片，提供64输入通道；扇出叠层板（Stack Board，STK）放置在探测器后端，为单宽FMC形式，可通过线缆连接3个FE；数据读出核心板，采用了自研的FMC子板CUTE-WR-A7，支持小白兔协议（White Rabbit，IEEE 1588-2019的高精度扩展协议），提供两个千兆以太网接口，在低事例率时可通过小白兔网络进行数据读出，带宽不够时可同时使用另一个千兆网口读出，此外还可通过设计或选择合适的FMC载板，进行在线数据处理，并进一步提高数据带宽。
WASA读出电子学单模块支持192通道。通过连接小白兔交换机，该系统可方便的进行读出通道扩展，所有核心板可实现亚纳秒精度的时间对齐。清华自研的18端口小白兔交换机，可实现单台交换机3000多通道的数据读出。数据通过标准以太网传输，降低了上位机和数据获取软件的复杂度。
本文将介绍WASA读出电子学系统的开发进展以及初步测试结果。
Primary author
建蒙 董
(Tsinghua University)
