Simulador de Front-End do Calorímetro Hadrônico do Detector do ATLAS no LHC Usando FPGA e Processador ARM Embarcado

Abstract

O contexto do futuro upgrade de alta luminosidade do Grande Colisor de Hádrons (LHC) impõe a necessidade de novos sistemas de aquisição de dados para o calorímetro de telhas (TileCal) do experimento ATLAS. Este trabalho apresenta um simulador de pulsos em tempo real, com parâmetros configuráveis, projetado para validar novas técnicas de processamento de sinal. A plataforma foi implementada em um System-on-Chip (SoC), utilizando a lógica programável de um FPGA Cyclone V para a geração de pulsos a 40 MHz, em sincronia com as colisões do LHC, e um processador ARM dual-core para o controle. O processador ARM, executando um sistema Linux embarcado, permite a alteração dos parâmetros do simulador por meio de uma aplicação em C acessada remotamente via SSH. Os resultados, validados com a ferramenta Signal Tap Logic Analyzer, demonstram que parâmetros como taxa de ocupação e nível de offset podem ser alterados em tempo real. A plataforma desenvolvida constitui uma ferramenta importante para o avanço da instrumentação eletrônica do TileCal, permitindo o desenvolvimento e teste de novas técnicas para aquisição de dados.