Arquitetura Multi-Core de Processadores Reconfiguráveis para Reconstrução Online de Energia no Calorímetro Hadrônico do ATLAS

Abstract

Calorímetros são sistemas usados para medir a energia de partículas fundamentais que atravessam seu material. Para isso, pulsos elétricos são gerados por sensores posicionados ao longo do material absorvedor do calorímetro. Técnicas de processamento digital de sinais são empregadas para detectar e estimar parâmetros desses pulsos, de forma a inferir a energia das partículas. Essas técnicas, quando implementadas online, precisam apresentar baixa complexidade para viabilizar sua implementação em hardware dedicado. No entanto, métodos baseados na teoria de Representação Esparsa (RE) de dados têm se destacado pela eficiência na reconstrução, mas, devido ao alto custo computacional, ainda não são amplamente utilizados em aplicações online. Neste trabalho, é apresentada a customização de um processador e sua utilização em uma arquitetura multicore em FPGA, possibilitando a implementação online de técnicas baseadas em RE. Para demonstrar seu funcionamento, foi utilizado o calorímetro hadrônico do experimento ATLAS como ambiente de aplicação.