Circuits integrés et DAQ
Responsable du WP: Frédéric Druillole
frederic.druillole@lp2ib.in2p3.fr
La R&D sur les détecteurs est un domaine de recherche hautement technologique qui s’appuie fortement sur un large éventail de ressources et de compétences techniques. Ceci est particulièrement vrai pour des compétences spécifiques comme la microélectronique et les systèmes d’acquisition (hardware/software), sans lesquels il est impossible de concevoir, construire et exploiter un détecteur.
Par conséquent, il est indispensable d’inclure dans le GDR un GT prenant en compte l’électronique, les systèmes d’acquisition de données, le traitement des données et le transfert de données qui sont des aspects clés pour les expériences de physique et ils doivent être pris en considération dès la conception du détecteur.
Pour renforcer la force de frappe existante des laboratoires de l’IN2P3, les équipes travaillant au développement des détecteurs, comprenant aussi bien des scientifiques que des ingénieurs électroniciens et informaticiens, devraient accroître leur interconnexion et leur collaboration pour favoriser les échanges de savoir-faire et l’émergence de solutions techniques innovantes. Le présent GT a pour objectif de rassembler cette large communauté pour construire de nouvelles synergies.
En microélectronique, l’ASIC devient de plus en plus un « système sur puce » avec l’augmentation de l’électronique numérique, fournissant des données intelligentes à la place de la compression des données brutes et un algorithme de décision intelligent à la place de la logique de déclenchement combinatoire. La complexité de ces ASIC est telle qu’il devient assez difficile, pour une seule équipe de l’IN2P3, de les concevoir et, de plus, plusieurs années sont typiquement nécessaires pour concevoir, prototyper, qualifier et produire une nouvelle puce. Alors que le domaine de la microélectronique évolue rapidement, principalement porté par les besoins de l’industrie, il est donc crucial d’améliorer la veille technologique, d’apprendre et de qualifier pour nos besoins les technologies émergentes ainsi que d’identifier une feuille de route adaptée.
Le volume prévu de données à traiter, dans les années à venir, en physique des particules et des astroparticules, et en physique nucléaire est un véritable défi. La luminosité très élevée dans les expériences futures impliquera une fréquence plus élevée de croisements de paquets individuels, nécessitant ainsi une électronique plus rapide et une granularité majeure pour les détecteurs. Cela impliquera d’une part un plus grand volume de données générées et d’autre part un niveau de radiation plus élevé nécessitant des composants résistants aux rayonnements. En plus, avec une production d’événements très complexes il sera nécessaire de rejeter beaucoup de bruit de fond par des algorithmes plus sophistiqués et flexibles.
De plus, des liaisons ultra-rapides permettront des flux de données extrêmement élevés imposant aux systèmes d’acquisition d’évoluer. Aux cadences prévues, une gestion plus intelligente des zones de buffer, tout au long du flux de données, sera nécessaire et il ne sera plus possible de stocker directement toutes les données issues de l’électronique.
