Entwicklung und Evaluierung eines digitalen Algorithmus für den Spurerkennungs-Prozessor am CMS-Experiment

by Andreas Beljakov

Tuesday Sep 17, 2019, 10:00 AM → 10:45 AM Europe/Berlin

R114

In dieser Arbeit wird ein digitaler Algorithmus vorgestellt, welcher sowohl für die Rekonstruktion als auch für die Ermittlung der Spurparameter im Spurerkennungs-Prozessor zuständig sein soll. Der auf einer linearen Regression beruhende Algorithmus soll zukünftig auf einem FPGA realisiert werden. Aus den Stubs eines Spurkandidaten werden Fitgeraden in der rφ-Ebene und der rz-Ebene gebildet. Anhand derer Abstände zu den Fitgeraden und deren Detektorlage wird entschieden, welche Stubs der rekonstruierten Spur zugeordnet werden sollen.

Es sollen 18 identische Rekonstruktionseinheiten parallel auf einem FPGA implementiert werden. Der Hardwareentwurf wird für eine Taktfrequenz von 320 MHz ausgelegt. Anschließend wird die Firmware simulativ mit Hilfe einer eigens dafür entwickelten Spurrekonstruktions-Software, die auf demselben Algorithmus beruht, getestet. Für die rz-Ebene erweist sich der Firmwaretest als erfolgreich. Die Rekonstruktionsrate der Spuren beträgt 90 %.

language: German

In this thesis a digital algorithm is presented, which should be responsible for the reconstruction as well as for the determination of the track parameters in the track finding processor. The algorithm, which is based on a linear regression, is to be realized on an FPGA in the future. From the stubs of a track candidate, best fit lines are formed in the rφ-plane and the rz-plane. The distances to the fit lines and their detector positions are used to decide which stubs are to be assigned to the reconstructed track.

18 identical reconstruction units are to be implemented in parallel on one FPGA. The hardware design is designed for a clock frequency of 320 MHz. The firmware will then be tested simulated with the help of a specially developed track reconstruction software based on the same algorithm. The firmware test is successful for the rz-plane. The reconstruction rate of the tracks is 90 %.

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