Abbildung:
VME-System für die Online-Reduktion der Driftkammerdaten:
Die Daten der Flash-ADC werden über einen VSB/VSC Bus von
einer E5 ausgelesen und dann die Totzeit zurückgesetzt.
Die Datenreduktion findet parallel in schnellen VME-Rechnern des Typs
E7 (CALC) statt. Die reduzierten Subevents werden über
eine weitere E7 (TRANSOS) zum Subeventbuilder (SEVTB) kopiert, der die
Subevents aus fünf FADC-Crates kombiniert. Der Subeventbuilder
kopiert das fertige Subevent in ein Dual-Ported-Memory (DPM), von wo es
von der zentralen
Datenaufnahme über ein 50m langes VSB-Kabel abgeholt wird.
Insgesamt besteht das VME-System für die CDC aus zwei der hier
abgebildeten Zweige.
Das in der CDC anfallende Datenvolumen macht eine Online-Datenreduktion
unerläßlich, wenn die angestrebte hohe Ereignisstatistik erreicht
werden soll. Die Rohdatenmenge der CDC beträgt rein rechnerisch
2MB pro Ereignis
.
Die erste Stufe der Datenreduktion besteht daher
darin, nur Kanäle auszulesen, die über einem bestimmten
Schwellenwert liegen. Dies geschieht schon in den FADC-Crates und im
Experimentbetrieb werden nur diese schon so reduzierten
Daten vom in Abbildung 2.11 skizzierten VME-System
bearbeitet.
Nach dieser ersten Stufe hängt das Datenvolumen von der Anzahl der Pulse
in der CDC ab. In zentralen Ereignissen können über 5000 Pulse in der
CDC auftreten.
Jeder Puls hat eine Länge zwischen 100ns und 200ns und damit
beträgt das Rohdatenvolumen für zentrale Ereignisse
zwischen 100kB und 200kB.
Diese Rohdaten werden über einen VSB/VSC-Bus durch eine E5 aus den FADC-Crates kopiert. Über diese E5 werden auch die nötigen Programme und Kommandos in die FADC-Crates geladen. Nachdem der Datentransfer für alle FADC-Crates beendet ist, wird die Totzeit der CDC zurückgesetzt und der Detektor ist für das nächste Ereignis bereit. Die Totzeit der CDC wird so durch die Dauer der Auslese der FADCs begrenzt und beträgt nur ungefähr 7ms. Theoretisch kann so (bei einer Totzeit von 100%) eine Ereignisrate von 140 Ereignissen pro Sekunde während des Spills erreicht werden.
Diese Rohdaten werden zur weiteren Reduktion
ereignisweise an Hochleistungsrechner vom Typ E7 verteilt.
Bei diesem Schritt werden die Pulse differenziert und integriert.
Dabei wird auch überprüft, ob der Puls auf beiden Drahtenden innerhalb einer
bestimmten Zeitdifferenz vorhanden war. Liegen zwei Spuren so dicht
nebeneinander, daß sich ihre Pulse innerhalb des Integrationsintervalls
überlagern, wird darauf korrigiert. Durch Interpolation wird die
Ankunftszeit des Pulses von 10ns - der intrinsischen Auflösung der FADCs -
auf 200ps verbessert. Nach dieser Pulsformanalyse
haben die Ereignisse noch eine Länge von
10kB bis 30kB.
Da dies der eigentlich zeitintensive Schritt bei der Vorverarbeitung
der CDC-Daten ist, arbeiten hier mehrere Rechner parallel, um einen
hohen Datendurchsatz zu gewährleisten.
Da die Bearbeitungszeit von der Ereignisgröße abhängt, die Ereignisse aber von hier an synchron weiterverarbeitet werden, ist eine an dieser Stelle eine massive Pufferung der Ereignisse notwendig. Es können bis zu 128Ereignisse zwischengespeichert werden. Die dadurch komplex gewordene Organisation des Datenstroms für das gesamte VME-Crate wird daher von einem separaten Prozeß auf einer E5 (Buffermanager: BMAN) übernommen.
Die reduzierten Daten aus einem VME-Crate werden durch einen Prozeß auf einer separaten E7 (TRANSOS) in der richtigen Reihenfolge gesammelt. Die zusammengehörigen Subevents werden anhand einer vom FADC-System vergebenen Subeventnummer identifiziert. Zur besseren Kontrolle wird jedes Subevent zusätzlich durch den Buffermanager markiert. Treten durch Fehler Inkonsistenzen bei der Numerierung auf, werden sie an dieser Stelle bemerkt. Es besteht auch hier die Möglichkeit einer zusätzlichen Pufferung der Subevents.
Die Daten aus drei VME-Crates werden vom Subeventbuilder (SEVTB) gesammelt und hier nochmals auf Konsistenz überprüft und falls nötig zwischengespeichert. Der Subeventbuilder kopiert die Daten dann über den VME-Bus in ein Dual-Ported-Memory, von wo sie über ein 50m langes VSB-Kabel von einem Frontendprozessor der zentralen Datenaufnahme abgeholt werden. Durch Möglichkeit sehr große Datenmengen in diesem System zwischenzuspeichern, können auch die Pausen zwischen den Spills für die Datenverarbeitung genutzt werden. Die Pufferung, die nötig ist, um auch die Spillpausen zur Archivierung der Daten auf Band zu verwenden, wird dagegen größtenteils in dem Ringpuffer des TDAS bereitgestellt.