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)