ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE

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1 ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE Sezione di Trieste INFN-TS/TCN-10/02 03 Settembre 2011 MANUALE D USO DEL PROGRAMMA DI TEST DEI MODULI DI TELESCOPIO CON CHIP FSSR2 Pietro Cristaudo 1 1) INFN-Sezione di Trieste, Laboratorio di Elettronica Sommario Questo documento descrive l utilizzo del programma per il test dei moduli che costituiscono il telescopio di fascio realizzato per l esperimento Super-B.

2 2 1. INTRODUZIONE Il programma denominato TestFSSR2Board_ _ExtMem.VI ed eventuali sue versioni successive è stato sviluppato utilizzando l ambiente di programmazione LabView Esso è installato su un PC che si interfaccia via USB con il modulo CAEN VME bridge V1718 [1]; provvede all indirizzamento e alle varie modalitá di trasferimento dati con gli altri moduli installati nel crate, secondo quanto descritto nelle specifiche VME64. Perché il programma funzioni è necessario installare sul PC la libreria CAENVMELib che è reperibile nel sito della ditta CAEN. Il programma fa parte del sistema di test dei moduli FSSR2 che è costituito dal modulo VME CAEN V1495 [2] collegato alla scheda esterna Adapter V1495 tofssr2 che a sua volta si collega con il modulo di telescopio da testare. Nella pagina web del Servizio Laboratorio di Elettronica della Sezione di Trieste si trova il file zippato contenente il programma con tutti i suoi moduli e la documentazione sulle altre parti citate. 2. PANNELLO FRONTALE Da LabView aprire il file TestFSSR2Board_ _ExtMem.VI, comparirà a video la finestra di figura 1. Figura 1

3 3 Nelle varie sezioni sono già memorizzati i valori di default dei vari registri. Prima di eseguire il programma settare i seguenti dati: o VME Base Address : va inserito l indirizzo settato sul modulo V1495 a 32 bit in esadecimale, Figura 2 o Config save path : inserire l indirizzo della directory ed il nome del file di configurazione XML da salvare. Il programma all avvio setta automaticamente la frequenza di BCO Clock a 4MHz e nella finestra di seguito compariranno le versioni software delle librerie di comunicazione con il modulo V1718 e le versioni dei firmware installati sui moduli. 2.1 VME RESET Figura 3 Figura 4 Questo pulsante esegue un reset di tutti i moduli presenti nel crate VME. 2.2 RESET V1495 Figura 5 Questo pulsante esegue un reset dell intero modulo V1495.

4 4 2.3 BCO CLOCK MANAGER Figura 6 La sezione BCO CLOCK MANAGER programma la frequenza di BCO secondo la seguente formula F BCO = 20000/( BCOClk divider +1) KHz. La sequenza di operazioni per programmare una frequenza di BCO è la seguente: Inserire il valore di BCOClk divider, il valore va da 0 a 255, premere il pulsante BCOClk, nella finestra BCO Frequency comparirá la nuova frequenza di BCO. 2.4 READ EPMC REGISTER Figura 7 La sezione READ EPMC REGISTER visualizza il contenuto dei registri di lettura EPMC; i registri di lettura e la loro descrizione sono riportati nel paragrafo 3.2 della nota tecnica INFN-TS/TCN-10/01. L operazione per leggere un registro EPMC è la seguente: Nella finestra EPMC RD register scegliere il registro da leggere premere il pulsante RdEPMCreg, nella finestra EPMC Reg. Value comparirá il contenuto.

5 5 2.5 CONFIGURATION Figura 8 Nella sezione CONFIGURATION si può scegliere di programmare l intero modulo, un lato o un determinato registro di un chip di un lato Programmazione registri chip modulo di telescopio Inserire i parametri nei tab FSSR ed EPMC REG, quindi per programmare i registri di un intero modulo eseguire la seguente sequenza di operazioni: Mettere un tick su PROGRAM ALL SIDE, premere il pulsante PROGRAM FSSRs & EPMC REGISTER Programmazione registri chip di un lato modulo di telescopio Inserire i parametri nei tab FSSR, del lato da programmare, e quelli nel tab EPMC REG, quindi per programmare i registri dei chip eseguire la seguente sequenza di operazioni: la casella PROGRAM ALL SIDE deve essere vuota, inserire nel controllo SIDE quale lato programmare, premere il pulsante PROGRAM FSSRs & EPMC REGISTER. Attenzione NON SI POSSONO PROGRAMMARE i due lati del telescopio in sequenza, cioè ad es. prima il lato P poi quello N; questo perché all inizio di ogni sequenza di programmazione viene dato un master reset a tutti i chip che inizializza i registri al valore di default Programmazione di un registro di un chip del modulo di telescopio Inserire i parametri nel tab FSSR del chip da programmare quindi per programmare un singolo registro del chip eseguire la seguente sequenza di operazioni: l indicatore PROGRAM ALL SIDE deve essere vuoto, inserire nel controllo SIDE quale lato scegliere, inserire nel controllo CHIPS quale chip programmare, nella sezione WRITE BUTTON SINGLE FSSR REG. premere un pulsante relativo al registro da programmare.

6 6 Nota: sul lato N il chip 1 del controllo CHIPS corrisponde al tab FSSR4, quello 2 corrisponde al tab FSSR5 e quello 3 corrisponde al tab FSSR TAB EPMC REG. In questa sezione vengono settati i seguenti registri EPMC: reg. 0, reg 1, reg, 2, reg. 3, reg. 4, e reg. 15; la loro descrizione è riportata nel paragrafo 4.1 della nota tecnica INFN-TS/TCN-10/01. La programmazione di questi registri può avvenire secondo quanto descritto nei paragrafi e oppure premendo il pulsante in basso corrispondente al registro da programmare. Figura FSSR In questa sezione vengono settati i registri del chip FSSR selezionato dal tab. I tab nominati come FSSR1, FSSR2 e FSSR3 corrispondono rispettivamente ai chip 0, 1, e 2 del lato P, mentre i tab nominati come FSSR4, FSSR5 e FSSR6 corrispondono rispettivamente ai chip 0, 1, e 2 del lato N. La la loro descrizione è riportata nella tabella 4 del paragrafo 4.1 della nota tecnica INFN-TS/TCN-10/01.

7 7 Figura 10 Nella parte MASK CHANNEL FSSR mettendo un tick nel riquadro corrispondente si disabilita il canale corrispondente. Nel parte INJ. CHANNEL FSSR mettendo un tick nel riquadro corrispondente si abilita il canale ad essere impulsato. La programmazione dei registri avviene come descritto nei paragrafi 2.5.1, e

8 CALIBRATION Nel riquadro Calibration Register, figura 11, sono settati i parametri utilizzati per la calibrazione dei chip FSSR del modulo di telescopio. Di seguito è data una breve spiegazione del loro significato. PathCalib EffectVstart V STOP V STEP : qui si assegna la directory, dove si vogliono salvare i dati della calibrazione ; : è il valore di partenza dell impulso di calibrazione; : è il valore finale dell impulso di calibrazione; : è il valore di incremento dell ampiezza dell impulso di calibrazione; N. PULSES : è il numero di impulsi inviati ai chip per ogni passo di calibrazione; N. ITERATION : è il numero di interazioni per ogni passo di calibrazione, cioè il numero di volte che viene ripetuto ogni passo di calibrazione; TIME DELAY : è il numero che definisce il ritardo tra un impulso ed il successivo; il valore del ritardo è dato dalla seguente formula: Ritardo (s) = TIME DELAY * [1/BCOCLK (Hz)] Figura 11 Premendo il pulsante START CALIBRATION si da inizio alla calibrazione di tutti i chip. Durante questa fase il led CALIBRATION diventa verde ed è avviata l applicazione della calibrazione, figura 12. Al termine della calibrazione l indicatore END PULSE VALUE mostrerà il valore finale dell impulso di calibrazione - VSTEP e nell`applicazione principale, figura 11, il led CALIBRATION si spegnerà.

9 9 Figura 12 Durante la calibrazione i dati contenuti nella finestra saranno aggiornati automaticamente.

10 WRITE BUTTON SINGLE FSSR REGISTER In questa sezione troviamo i pulsanti di programmazione dei registri dei chip FSSR settati precedentemente nel paragrafo Per programmare un registro si segue quanto descritto nel paragrafo Figura 13 In basso troviamo la parte relativa alla lettura dei registri READ FSSR2 REGISTER. Per leggere il contenuto di un registro bisogna eseguire le seguenti operazioni: Nella finestra CONFIGURATION : impostare sul controllo SIDE il lato da leggere, selezionare sul controllo CHIPS il chip da leggere, cliccare sulle frecce del controllo REG fino a far comparire il nome del registro da leggere, premer il pulsante READ REG., sull indicatore REG. VALUE comparirà il valore del registro.

11 MR FSSR Figura 14 Questo pulsante esegue un reset di tutti i chip. 2.9 PROGRAM FSSRs & EPMC REGISTER Figura 15 Questo pulsante esegue la programmazione dei registri FSSR ed EPMC come descritto nei paragrafi e ACQUIRE DATA Figura 16 Questo pulsante apre l applicazione per l acquisizione dei dati per un run di rumore del modulo di telescopio o per un run con una sorgente. Una volta premuto sul monitor compare il pannello riportato in figura 17. Figura 17

12 12 Nel paragrafo 3 sarà descritta la procedura dettagliata per eseguire un run di rumore. In figura 18 è riportata la sezione di controllo della acquisizione. Figura 18 Prima di eseguire la prima acquisizione settare i seguenti campi : Path : si inserisce la directory dove salvare il file dati; Combo Box: si sceglie la voce riguardante l acquisizione che si intende fare: - Noise per rumore - Source per sorgente; Mod N : si inserisce il numero del modulo sotto test; Quando i file dell acquisizione saranno salvati su disco, il nome del file avrà il seguente formato di intestazione: Run di rumore perché si è scelto NOISE in Combo Box Data e ora del salvataggio Dati4N_Noise_ _ N quando si legge il lato N P quando si legge il lato P 4: numero modulo inserito in Mod N Di seguito è riportato il significato dei pulsanti e bottoni che si trovano nella sezione di controllo: DISPLAY GRAPH: attivandolo si abilita la visualizzazione dei dati sui display durante la lettura della memoria, questo rallenta l esecuzione del programma; START : premendolo si avvia l esecuzione dell acquisizione; STOP : premendolo si termina l esecuzione dell acquisizione; EXIT RD MEM L0 : premendolo si fa terminare l applicazione; : premendolo si legge il contenuto della memoria del layer 0 (P) e se display graph e attivo lo si visualizza sui grafici;

13 13 RD MEM L1 : premendolo si legge il contenuto della memoria del layer 1 (N) e se display graph e attivo lo si visualizza sui grafici; Nel caso la memorie fossero vuote gli indicatori EMPTY MEM saranno accesi, se invece sono presenti dei dati questi sono spenti ed in MEM L0 USED e MEM L1 USED sarà indicata la quantità di memoria usata; quando le memorie sono sature si illumineranno gli indicatori FULL MEM. In figura 19 e riportata la sezione per il salvataggio dei dati letti dalle memorie. Figura 19 Di seguito è riportatato il significato dei pulsanti: SAVE AND DISPLAY DATA LAYER 0: premendolo si salva su disco i dati del layer 0 (P) e li si visualizza in tabella; nella finestra sottostante comparirá il nome del file salvato; SAVE AND DISPLAY DATA LAYER 1: premendolo si salva su disco i dati del layer 1 (N) e li si visualizza in tabella; nella finestra sottostante comparirá il nome del file salvato;

14 STOP Figura 20 Questo pulsante fa terminare l esecuzione del programma SAVE CONFIGURATION In figura 21 è riportata la sezione utilizzata per salvare i file di configurazione, nel formato xml, di una calibrazione, di un run di rumore o di un run con sorgente. Figura 21 Campi da riempire prima di eseguire una acquisizione: Combo Box: si sceglie la voce relativa alla acquisizione che si intende fare: - Calibration per calibrazione - Noise per rumore - Source per sorgente; Mod N : si inserisce il numero del modulo sotto test; Path : si inserisce la directory dove salvare il file di configurazione;

15 15 Quando i file di configurazione saranno salvati su disco il nome del file sarà visualizzato nella finestra Nome ed avrà il seguente formato di intestazione: Configurazione di rumore perché si è scelto NOISE in Combo Box Data e ora del salvataggio Config4_Noise_Pulse-0-0-0_ _ : numero modulo inserito in Mod N

16 16 3 TEST DI RUMORE SU UN MODULO DI TELESCOPIO Di seguito è riportata la procedura per eseguire un test di rumore su un modulo di telescopio. Lo scopo del test è quello di trovare gli eventuali canali rumorosi, mascherarli e trovare la soglia minima di funzionamento dei comparatori interni dei chip FSSR Procedura Nelle TAB degli FSSR1, FSSR2, FSSR3 del lato P del modulo settare DisVtn : 0; DisVtp(0) :60; tutte le altre soglie DisVtp a Nelle TAB degli FSSR4, FSSR5, FSSR6 del lato N del modulo settare DisVtn : 120; DisVtp(0) :70; tutte le altre soglie DisVtp a Nella sezione di salvataggio della configurazione (in basso a destra) selezionare NOISE, inserire il numero del modulo e in Path selezionare la directory dove salvare i file di configurazione Verificare che la casella <PROGRAM ALL SIDE> abbia un tick; premere due volte il pulsante <MRFSSR>, quindi il pulsante <PROGRAM FSRRs & EPMC REGISTER> In CONFIGURATION selezionare SIDE 0 e CHIPS 1; nella sezione READ FSSR2 REGISTER selezionare il registro DisVtp(0), premere <ReadReg> e verificare che compaia il valore 60. Ripetere questa operazione per i chip 2 e In CONFIGURATION selezionare SIDE 1 e CHIPS 1; nella sezione READ FSSR2 REGISTER selezionare il registro DisVtp(0), premere <ReadReg> e verificare che compaia il valore 70. Ripetere questa operazione per i chip 2 e 3. Con le operazioni descritte nei paragrafi e si è verificata la corretta programmazione dei chips FSSR Premere il pulsante <ACQUIRE DATA>. Aperta l applicazione abilitare DISPLAY GRAPH, quindi selezionare la directory dove salvare i dati (generalmente la stessa del paragrafo 3.1.3), in Combo Box selezionare Noise ed in Mod N scrivere il numero del modulo Premere <START>. Dopo un certo numero di acquisizioni ritenuto sufficiente premere <STOP> Premere i pulsanti <RD MEM0> e <RD MEM1>. Analizzare i grafici relativi ai canali e prendere nota dei canali da mascherare.

17 Premere il pulsante <EXIT> e una volta ritornati alla applicazione principale selezionare il o i chips rumorosi e nella maschera MASK CHANNEL FSSR selezionare con un tick i canali rumorosi Ripetere i punti dal al e verificare che non ci siano altri canali rumorosi; altrimenti ripetere il paragrafo Se non ci sono altri canali rumorosi passare al punto successivo Nella applicazione principale abbassare tutti i valori di DisVtp(0) per il lato P e di DisVtn per il lato N. Per il lato N abbassare DisVtn fino al valore di 100 poi incominciare ad incrementare il valore di DisVtp(0). Ripetere i punti dal al fino ad ottenere il valore minimo di soglie dei due lati. Il valore minimo di soglia è quello al di sotto del quale tutti i canali dei chips cominciano a contare Premere i pulsanti <SAVE AND DISPLAY DATA LAYER0> e <SAVE AND DISPLAY DATA LAYER1> per salvare i dati Premere il pulsante <EXIT>, una volta ritornati alla applicazione principale premere il pulsante <SAVE CONFIGURATION> per salvare la configurazione di test del modulo. 4 RIFERIMENTI [1] Technical information Manual Mod.V1718 CAEN: [2] Technical information Manual Mod.V1495 CAEN: [3] Nota tecnica INFN-TS/TCN-10/01, 14 Settembre 2010: