Программное обеспечение системы сбора данных установки ВЕС
Форматы данных


Данные, получаемые системой сбора установки ВЕС хоть и являются независимыми, но по своей природе образуют последовательность, иначе говоря являются данными с последовательным доступом.

Так, данные от регистров по приходу триггерного сигнала последовательно читаются автономным контроллером и передаются в память первого уровня, памяти первого уровня читаются автономным контроллером памятей и передаются в память второго уровня, далее памяти второго уровня читаются автономным контроллером и передаются в буферную память третьего уровня, где к событию приписываются заголовки.

По концу сброса (цикла выдачи пучка на мишень ускорителя) данные из буфера вычитываются в память компьютера вместе с заголовком сброса и, наконец, записываются в файлы на диске/ленте, обрастая дополнительной информацией в виде заголовков файла и т.п.

Сами данные от регистрирующей электроники перед записью никакой существенной обработке не подвергаются, структура и порядок полностью сохраняется. Структуру данных на долговременном носителе можно описать следующим образом:

Лента
файл
файл
...
файл
конец ленты
 
-->
Файл
заголовок
база данных
сброс
сброс
...
сброс
конец файла
 
 
 
-->
Сброс
заголовок
событие
событие
...
событие
конец сброса
 
 
-->
Событие
заголовок
память 2 ур.
память 2 ур.
...
память 2 ур.
счетчик АК2
 
 
-->
Память 2 ур.
память 1 ур.
память 1 ур.
...
память 1 ур.
счетчик АК1
 
-->
Память 1 ур.
данные
данные
...
данные
слова АК0

Лента
Из приведенной выше схемы видно, что файлы записываются на ленту последовательно, друг за другом. Файлы между собой разделены метками (tape marks). Признаком конца ленты являются две идущие подряд метки.

Файл
Файлы состоят из заголовка, копии базы данных, и следующих друг за другом блоков данных от нескольких сбросов (spills). В заголовке, в текстовом виде, записана информация о номере ленты и файла, порядковом номере файла на ленте, времени создания. Копия базы данных электроники в текстовом виде описывает таблицу соответствия каналов электроники в модулях регистрации и физических детекторах. Детальное описание полей заголовка файла находится в файле ONL$LIB:FILHDR.INC. Данные в файл пишутся блоками фиксированной длины, обычно по 48 Кбайт.

Сброс
Сброс предваряется заголовком сброса, который формируется в буферной памяти 3-го уровня и затем модифицируется процессом приема. Далее друг за другом следуют события, прочитанные из буфера, и дополненные нулями до границы следующего блока (48 Кбайт).

Событие
Событие предваряется заголовком события, сформированным блоком памяти третьего уровня. Далее друг за другом следует информация, прочитанная из блоков памяти 2-го уровня контроллером памятей АК2, который в конце добавляет свой счетчик 16-ти битных слов. Каждый блок памяти 2-го уровня содержит в себе информацию от блоков памяти 1-го уровня, завершаемых счетчиком переданных слов автономного контроллера памяти 1-го уровня АК1. В свою очередь, блок памяти 1-го уровня содержит данные в виде 16-ти битных слов, прочитанные автономным контроллером АК0 из блоков регистрации, плюс 2 (иногда 3) служебных слова, содержащих информацию о номере контроллера, его типе, номере события и числе переданных слов.


Заголовок сброса

F1FF
FDFF
F1FE
FDFE
Nev
Lsp low
00Lsp high
Nsp
00Nexp

Заголовок сброса позволяет отделить данные от разных циклов ускорителя друг от друга, и хранит важную информацию о самом сбросе. Заголовок занимает девять 16-ти битных слов, вначале идут 4 константы, для определения начала сброса в потоке данных, далее Nev число событий в сбросе (цикле ускорителя), затем Lsp общая длина сброса в байтах, включая сам заголовок, Nsp порядковый номер сброса и Nexp номер измерения, для дополнительной нумерации.


Заголовок события

F001
F0Nev high
FNev low

Заголовок события служит для отделения событий друг от друга и для хранения расширенного до 20-ти бит, в отличие от 10 бит в счетчике АК0, номера события в сбросе. Заголовок состоит из трех слов, константы и счетчика номера события Nev, разбитого на 2 неравные части по 8 и 12 бит.


Иформационные и служебные слова данных

Автономные контроллеры АК0 по приходу сигнала "старт" от триггерной электроники установки начинают чтение модулей (блоков, регистров) своего сектора крейта МИСС по протоколу ПЧИ (последовательное чтение информации). При этом происходит подавление нулей или же незначащей информации (ниже порога), таким образом в каждом событии присутствуют данные только то сработавших каналов электроники, что уменьшает общую длину события. Номер модуля и номер канала внутри информационного слова, вкупе со служебными словами АК0, которые записываются после данных от прочитанного сектора, позволяет однозначно идентифицировать канал электроники в соответствии с базой данных включения каналов.

У всех информационных слов старший бит всегда равен 0. Последнее служебное слово автономных контроллеров всегда содержит 1 в старшем бите. По этому признаку блоки памятей определяют конец события, в частности для работы логики быстрого сброса (fast clear).

Формат информационных слов разный для каждого типа автономных контроллеров, обслуживающих определенный тип модулей регистрирующей электроники. Формат же служебных слов, напротив, идентичен у практически у всех АК, за исключением контроллеров памятей (только одно слово с длиной) и старого контроллера АЦП ЛЭ-24М (добавлено одно слово).

ТипЭлектроникаРегистрАК
1ГодоскопЛЭ-39ЛЭ-38
2Пропорциональные камерыЛЭ-15МЛЭ-30М
3Дрейфовые камерыЛЭ-15МЛЭ-30М
4Амплитудный анализЛЭ-19ЛЭ-24М
4*Амплитудный анализЛЭ-19МЛЭ-66
5ПересчеткиЛЭ-57ЛЭ-57
6Микродрейфовые трубкиЛЭ-21ЛЭ-50
6*Дрейфовые трубкиЛЭ-59ЛЭ-60
7Амплитудный анализЛЭ-19МЛЭ-68
7*Амплитудный анализЛЭ-71ЛЭ-68М
Буферная памятьЛЭ-33
ЛЭ-56
ЛЭ-64
ЛЭ-41
ЛЭ-62
ЛЭ-65

В приведенной выше таблице перечислены типы регистрирующей электроники установки ВЕС со ссылками на соответствующие описания форматов информационных и служебных слов автономных контроллеров.

Стоит заметить, что название типа электроники не всегда соотвествует детектору, например некоторые пучковые пропорциональные камеры читаются модулями годоскопической электроники и т.д.

Электроника пересчеток отличается от стандартной схемы регистр - автономный конроллер, и работает как блок памяти первого уровня, имитируя внутри себя информационные слова и служебные слова автономного контроллера.


Электроника годоскопа

Регистр ЛЭ-39, Автономный контроллер ЛЭ-38

Информационные слова
151050
0время = 1номер блока (1-20)номер канала (0-31)

Служебные слова
151411100
00номер АКномер события (0-1023)
1Eтип АК = 1число слов в секторе (0-2047)


Электроника пропорциональных камер

Регистр ЛЭ-15М, Автономный контроллер ЛЭ-30, ЛЕ-30М, ЛЕ-30ММ

Информационные слова
151160
0время*20нсномер блока (1-10)номер канала (0-63)
Временная константа задается кабелем в блоке генератора ЛЕ-16М.

Служебные слова
151411100
00номер АКномер события (0-1023)
1Eтип АК = 2число слов в секторе (0-2047)


Электроника дрейфовых камер

Регистр ЛЭ-37, Автономный контроллер ЛЭ-38

Информационные слова
151050
0время*Хнсномер блока (1-20)номер канала (0-31)
Временная константа задается кабелем в блоке генератора ЛЕ-16М.
Счетчик срабатывает от обоих фронтов цуга, тем самым давая удвоенное разрешение по времени.
Для секторов D1-D3=18.5нс, D4-D5=11нс, D7-D8=21нс.

Служебные слова
151411100
00номер АКномер события (0-1023)
1Eтип АК = 3число слов в секторе (0-2047)


Электроника АЦП

Регистр ЛЭ-19, Автономный контроллер ЛЭ-24М

Информационные слова
15141210510
000000номер блока (1-10)номер канала (0-15)0
0100амплитуда (0-4095)

Служебные слова
151411100
00сумма амплитуд ниже порога
00номер АКномер события (0-1023)
1Eтип АК = 4число слов в секторе (0-2047)


Новая электроника АЦП

Регистр ЛЭ-19, Автономный контроллер ЛЭ-66

Информационные слова
15141211640
00000номер блока (1-10)00номер канала (0-15)
0100амплитуда (0-4095)

Служебные слова
151411100
00номер АКномер события (0-1023)
11тип АК = 4число слов в секторе (0-2047)


Электроника пересчеток

Регистр счетчиков ЛЭ-57
150
015-ти битное слово счетчика 1
0...
015-ти битное слово счетчика 8

Автономный контроллер ЛЭ-57
151411100
00номер АКномер события (0-1023)
1Eтип АК = 5число слов в секторе (0-2047)


Электроника ВЦП

Регистр ЛЭ-21
151480
00номер канала (0-63)амплитуда млад. байт
01номер блока (1-20)амплитуда стар. байт

Автономный контроллер ЛЭ-50
151411100
00номер АКномер события (0-1023)
1Eтип АК = 6число слов в секторе (0-2047)


Новая электроника ВЦП

Регистр ЛЭ-59
1510850
00номер блока (1-20)номер канала (0-15)
00время*2нс

Автономный контроллер ЛЭ-60
151411100
00номер АКномер события (0-1023)
10тип АК = 6число слов в секторе (0-2047)


Новейшая электроника АЦП

Регистр ЛЭ-19
151412940
0000000номер блока (1-10)номер канала (0-15)
0100амплитуда (0-4095)

Регистр ЛЭ-19 в случае малых амплитуд (А<32)
1514940
00амплитуданомер блока (1-10)номер канала (0-15)

Автономный контроллер ЛЭ-68
151411100
00номер АКномер события (0-1023)
10тип АК = 7число слов в секторе (0-2047)


Суперновая электроника АЦП

Регистр ЛЭ-71
151412970
0000000номер блока (1-3)номер канала (0-95)
0100амплитуда (0-4095)

Регистр ЛЭ-71 в случае малых амплитуд (А<32)
1514970
00амплитуданомер блока (1-3)номер канала (0-95)

Автономный контроллер ЛЭ-68
151411100
00номер АКномер события (0-1023)
10тип АК = 7число слов в секторе (0-2047)

Нумерация каналов в ЛЭ-71 не соответствует, как раньше, напрямую нумерации каналов аналоговых АЦП ЛЭ-14.
В ЛЭ-71 приходит 4 кабеля от модулей ЛЭ-14 по 24 канала каждый.
В каждом кабеле порядок каналов инвертирован (0=23, 1=22, ... 23=0).


Электроника памятей

Память ЛЭ-33, ЛЭ-56, ЛЭ-64
150
16-ти битное слово данных

Автономный контроллер ЛЭ-41, ЛЭ-62, ЛЭ-65
15140
10число слов в секторе (0-16383)


Last updated Dec-2006 by Solo