Diseño del software de adquisición de datos para ANAIS

Diseño del software de adquisición de datos para ANAIS Miguel Oliván GIFNA Universidad de Zaragoza

Requisitos funcionales  Hardware de adquisición intercambiable  Almacenamiento de los datos en formato ROOT  Incorporación de nuevos módulos, vías, fuentes de datos, cristales, de modo sencillo  Almacenamiento de la configuración junto a los datos de adquisición  Monitorización (ritmos de adquisición, otros)

Requisitos no funcionales  Estabilidad (Cuantificar)  Maximizar tiempo vivo (Cuantificar)  Rendimiento suficiente en adquisición  Respuesta rápida a eventos  Registro de incidencias

Pautas de diseño  Keep it Simple → KISS  Fácil de entender, de modificar  Don't repeat yourself → DRY  Fácil de mantener  Fail Fast  Salir rápido en caso de error, informando del motivo  Extensibilidad

Un vistazo al diseño

Un vistazo al diseño  Conceptos fundamentales:  DAQSource → Fuente de datos, datos elementales  DAQEvent → Evento, conjunto de fuentes asociadas a un trigger  DAQBoard → Dispositivo que puede esperar al trigger, adquirir datos de fuentes, realizar acciones al comienzo o después de cada adquisición  Matacq, LTD, XDC, PU, IORegister ...

Hardware intercambiable  Polimorfismo: Elección de implementación en tiempo de ejecución → virtual  Requiere un interfaz común e identificar funcionalidades:  Init, WaitForTrigger, Acquire, DoPostAcquire  DAQHardwareFactory instancia las clases en función de la configuración

Hardware intercambiable  Controladores  Derivan de la clase cuya funcionalidad implementa: DAQBoard  Gestionan tiempos y estado del hardware  Gestionan la relación Fuente ↔ Dispositivo  Gestionan los buffers internamente

Almacenamiento de datos  Ficheros ROOT  Estructuras de datos sencillas con datos elementales  Legibles en tiempo de ejecución y extensibles  Usando Branch(name, address, leaflist, bufsize) y generando leaflist en tiempo de ejecución (ver TData.h)  Con los nombres de las fuentes de la configuración

Configuración  Formato YAML  Legible  Editable manual y automáticamente  Permite añadir y modificar hardware  Esquema genérico: - grupo: nombre clave: valor clave: [vector, de, valores]

Ejemplo de adquisición SOFT RESET SIGNALS IO LTD OR Register Gate Generator (VME) (VME) GATE DELAYED SIGNALS QDC Matacq Pattern Unit (VME) (VME) (VME) CHANNEL PER SIGNAL GLOBAL

Ejemplo de configuración - event: Group1 - source: pu0 trigger: io_reg_0 board: pu0 source: [matacq1_0,matacq1_1, qdc1_0, qdc1_1, pu0] - matacq: matacq1 post_acquire: [ matacq1, io_reg_0] baseaddr: 0x10000 - source: matacq1_0 channels: [0, 1, 2] board: matacq1 #... channel: 0 - xdc: qdc1 - source: matacq1_1 baseaddr: 0xA0000 board: matacq1 channel: [0, 1] channel: 1 - ltd814: ltd - source: qdc1_0 baseaddr: 0xC0000 board: qdc1 channel: [14 , 15] channel: 0 threshold: [20, 20] - source: qdc1_1 - io_register: io_reg_0 board: qdc1 baseaddr: 0xE0000 channel: 1 - pattern_unit_259: pu0 baseaddr: 0x60000

Ejemplo de captura

Detalles de implementación  Bucle de adquisición: DAQEvent.h

Detalles de implementación  Controlador DAQBoard: hw/Matacq.h

Detalles de implementación  Instanciar controlador: hw/DAQHardwareFactory.cxx

Detalles de implementación  Buenas prácticas en C++:  Uso de la librería estándar de C++  std::string  Uso de la STL (Standard Template Library)  RAII (Resource Acquisition Is Initialization)  Otras herramientas: Valgrind, gdb, subversion

Puesta en marcha  Implementación buffering, datos opcionales  Análisis de datos  Pruebas de rendimiento y estabilidad → junio  Instalación en Canfranc → ¿1º semana de julio?  Ajuste fino de parámetros → julio  Adquisición prolongada → agostoseptiembre

Cuestiones abiertas - futuro  Estructura de datos reordenada en fichero ROOT  Guardar datos opcionalmente. Condiciones  Test Interrupciones vs. Polling  Kernel realtime vs. Normal  Threading en la adquisición  Almacenamiento síncrono vs. Asíncrono  Configuración gráfica

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Diseño del software de adquisición de datos para ANAIS

by miguelolivan on May 18, 2010

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