Computerlösungen im Einsatz beim GSI FAIR Schwerionenbeschleuniger

Strahldiagnostik und Partikeldetektion auf Basis von MicroTCA-Systemen

Die eingesetzten Computersysteme werden zum einen in Kombination mit Kameras und Szintillatoren zur Partikelerfassung eingesetzt, d.h. zur Aufzeichnung von Teilchenkollisionen und zum anderen zur Strahldiagnostik.

Die Anwendungen verlangen höchsten Datendurchsatz, modernste Computertechnologie mit langer Verfügbarkeit (15 Jahre oder länger), Zuverlässigkeit im Dauerbetrieb und die Möglichkeit der Fernwartung. Darüber hinaus muss der Systemaufbau bei Ein- und Abstrahlung extremen EMV-Anforderungen genügen, um den störungsfreien Betrieb von 16-bit ADCs zu ermöglichen.

Die Lösung basiert auf powerBridge Computer MicroTCA-Systemen mit 6 oder 12 Steckplätzen, Intel Xeon CPUs von Concurrent Technologies und N.A.T. MCHs, diese werden ergänzt um high-speed ADCs und Framegrabber / Kamerainterfaces. PCIe x8 Gen 3 Links auf allen Steckplätzen ermöglichen die geforderten hohen Datendurchsätze.

Quelle: GSI Darmstadt

Der Einsatz modularer, auf neuesten Standards basierender Rechnersysteme ist eine wesentliche Voraussetzung für lange Produktverfügbarkeit und damit für den langjährigen Betrieb des FAIR Beschleunigers. Der MTCA.4 Standard unterstützt die störungsfreie Erfassung von high-speed Signalen, ermöglicht deren Verarbeitung ohne Datenverlust und so die Erzeugung hochaufgelöster, rauschfreier Bilder. Die Fernwartbarkeit bis auf Modul-Ebene ist in Großforschungsanlagen wie dem FAIR eine wesentliche Erleichterung.