*** Texte pour RAPAC 2020-2021 / Neutrinos T2K-II - contribution technique *** ********************************************************************************************************************************** La collaboration technique apportée par l'équipe T2K du LPNHE s'est tout d'abord centrée sur la conception et la fabrication des cartes front-end (FEC) qui seront connectées au plus proche des capteurs des nouvelles TPC. Chaque carte FEC, basée sur le design de la version précédente développée par l'équipe de l'Irfu-Saclay, reçoit les signaux provenant du capteur (détecteur Micromegas) à-travers 576 voies d'entrées analogiques à faibles niveaux, les met en forme et les mémorise par le biais de 8 circuits Asic dédiés. Après réception d'un signal de trigger externe correspondant à un évènement significatif, les signaux analogiques mémorisés sont numérisés sur 12 bits et transmis à l'électronique d'acquisition. Le design de ces cartes a été approuvé en octobre 2020 lors d'une revue d'experts de la collaboration. La production qui a suivi a porté sur un total de 84 unités. L'entreprise sous-traitante Ouestronic, basée à Rennes (35), a été sélectionnée pour réaliser cette production à-travers une procédure d'appel d'offres publique. Un banc de test dédié destiné à contrôler l'ensemble des fonctionnalités de la carte FEC, développé par l'équipe de l'Université de Technologie de Varsovie, a été installé chez cette entreprise afin de valider les cartes après fabrication. La production s'est étalée de fin 2020 à l'automne 2021. Les tests en faisceau sur un module complet (détecteur Micromegas + électronique front-end associée), réalisés en juillet 2021 à DESY-Hambourg, ont permis de valider le fonctionnement de l'ensemble du module, notamment le comportement des cartes FEC soumises à un champ magnétique constant de 0,2 T. Le crosstalk entre voies a été mesuré inférieur à 3% dans tous les cas de figure. In fine 64 cartes FEC équiperont les nouvelles TPC pour un total de 36864 voies de mesures. Les 20 cartes supplémentaires serviront de réserve pour la maintenance ainsi que pour équiper les différents bancs de tests de la collaboration. En second lieu l'équipe du LPNHE a participé, en collaboration avec l'équipe de l'Irfu-Saclay, au design du capotage de refroidissement de ces cartes FEC et a procédé au suivi de leur production. Ces capots, fixés sur chacune des cartes FEC et usinés en aluminium Fortal, effectuent un couplage thermique avec les composants des cartes FEC émettant le plus de chaleur. Ils sont refroidis grâce à un serpentin, plaqué au capot et dans lequel circule de l'eau refroidie. La fabrication a porté sur un total de 80 pièces, qui a démarré par un premier lot de 8 pièces usinées au LPNHE au début de l'année 2021. L'entreprise sous-traitante Chanteloup-Associés, située à Bondoufle (91), a été sélectionnée pour l'usinage des 72 autres capots et soldera la production pour la fin de l'année 2021. Le dernier élément de la collaboration technique de l'équipe du LPNHE porte sur le développement software de l'acquisition des données (DAQ) : Dans le cadre du module électronique backend TDCM (Trigger and Data Concentrator Module), toutes les fonctions de configuration et read-back, la concentration de données et le slow control et monitoring du frontend et backend, sont des activités coordonnées par l'intermédiation d'un module logiciel embarqué initié par le CEA, proposant un serveur de commandes qui interagit comme intermédiaire entre le firmware de la TDCM et la DAQ. Ce logiciel est actuellement limité à une seule CPU et en mode baremetal (sans système d'exploitation). Nous avons choisi de faire une proposition d'évolution vers un système hétérogène Linux embarqué et baremetal supportant deux CPU et intégrant des nouveaux mécanismes de coordination pour l'activation de la CPU supplémentaire et pour la communication de messages entre les deux CPU, appuyé sur une technologie récente du monde embarquée nommée OpenAMP, qui permet justement de traiter efficacement cette hétérogénéité pour des solutions multiprocesseur. Nous espérons avoir ainsi les avantages du monde Linux embarqué pour la gestion simplifié des périphériques et le control et paramétrisation du serveur de commandes, en gardant séparément la spécialisation des activités directement liés au traitement du frontend en mode baremetal, et les activités liés à la communication avec le monde extérieur en mode Linux embarqué. Ici La suite du DAQ par Adrien JMP ********************************************************************************************************************************** Rappel des dates marquantes (sur 2020-2021) du projet technique : février 2020 : 2 x protos FEC réceptionnées mai 2020 : publication du marché public (PUMA) pour fab 84 x FEC juin 2020 : choix sous-traitant pour fab des FEC septembre 2020 : 12 x FEC pré-série réceptionnées octobre 2020 : réception du banc de test FEC développé par université Varsovie octobre 2020 : revue PRR / FEC+FEM février 2021 : 8 x capots refroidissement fabriqués au LPNHE mars 2021 : installation banc de test FEC et formation technicien chez le sous-traitant mai 2021 : 8 x capots refroidissement pré-série réceptionnés juin-juillet 2021 : test en faisceau à DESY d'1 module front-end (2 x FEC) juillet 2021 : 1er lot (35 x FEC) réceptionnées octobre 2021 : 2ème lot (36 x FEC) réceptionnées novembre 2021 : test en faisceau au CERN à venir : novembre-décembre 2021 ? : réception des 64 capots de refroidissement /série novembre 2021 ? : réception dernière carte FEC de la série + 12 cartes de pré-série modifiées (conformes à la série) Je n'ai pas mis de dates concernant le soft/DAQ --> voir Diego / Adrien ********************************************************************************************************************************** Pour rappel : Texte proposé pour Rapac 2017-2019 : Les premières maquettes de cartes de front-end, n'intégrant que quelques fonctionnalités ciblées, ont été réalisées et testées en 2019, afin notamment de valider le choix d'une nouvelle connectique : liaisons carte à carte par connecteurs à technologie "flottante". Suite à cette validation, les premiers prototypes entièrement fonctionnels ont été fabriqués fin 2019. Les tests réalisés début de l'année 2020, en collaboration avec l'Irfu-Saclay, ont donné des résultats extrêmement positifs en vue du lancement de la production des 80 cartes prévu fin 2020 pour l'upgrade du détecteur. En parallèle, le groupe contribue également de manière active sur deux autres aspects de cet upgrade : d'une part au développement du software de contrôle-commandes qui servira à monitorer le détecteur, d'autre part à la définition des modifications mécaniques devant être apportées au berceau du détecteur ND280, incluant la problématique des contraintes sismiques inhérentes au lieu d'implantation de l'expérience.