DAQ- Middleware の新機能と 実験への展開千代浩司 A,F 濱田英太郎 A,F 井上栄二 A,F 長坂康史 B,F 味村周平 C,F 神徳徹雄 D,F 安藤慶昭 D,F 和田正樹 E 高エネルギー加速器研究機構素粒子原子核研究所 A 広島工業大学 B 大坂大学 C 産業技術総合研究所

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1 DAQ- Middleware の新機能と 実験への展開千代浩司 A,F 濱田英太郎 A,F 井上栄二 A,F 長坂康史 B,F 味村周平 C,F 神徳徹雄 D,F 安藤慶昭 D,F 和田正樹 E 高エネルギー加速器研究機構素粒子原子核研究所 A 広島工業大学 B 大坂大学 C 産業技術総合研究所 D ( 株 )Bee Beans Technologies E Open- It F

2 もくじ DAQ- Middlewareの概略 新機能 リングバッファサイズの指定 適用事例 システム構築の工程 2

3 DAQ- Middleware とは ネットワークベースの DAQ ソフトウェアフレームワーク コンポーネントを接続してデータパスを構成 開発 設定 利用が容易 ターゲット 中小規模実験 測定器 エレクトロニクスなどのテストベッド Robot Technology Middleware の産総研での実装 OpenRTM- aist をベースに使用している 3

4 DAQ-Middleware 構成図 使用するコンポーネントを指定 コンポーネント間接続情報 パラメータ 装置パラメータ オンラインモニタパラメータ XML System ConfiguraYon XML/JSON Device CondiYon/ Online analysis PC PC Daq Operator HTTP Server mod_python mod_wsgi Logger Command/Status User Interface Control Panel on Web browser (javascript, ajax) Python GUI Command line program Detectors Read- out modules Dispatcher Monitor Online histograms on Web browser Online histograms using ROOT 4

5 DAQ コンポーネントと構成例 Service Port (command/status) Service Port (command/status) Data + = Data InPort OutPort DAQ- Middleware が提供 Logics (for data handling) ユーザーが書く InPort Logics (for data handling) OutPort DAQ コンポーネント構成例 DaqOperator Data Command/Status DaqOperator DaqOperator Logger Dispatcher Monitor オンラインモニターしながらデータを保存 Logger モニターなしにデータのみ保存 Monitor データセーブなしでオンラインモニターする 5

6 Service Port InPort DAQ コンポーネント特徴のまとめ (command/status) Data Logics (for data handling) Autonomous Component model OutPort READOUT READOUT Network- transparent Network READOUT READOUT READOUT READOUT Flexibility User A Development Reusability Repository Reuse User B 東海大学 6

7 動作環境 Linux バイナリ ScienYfic Linux 5.x 6.x (32bit, 64bit) Ubuntu LTS (32bit, 64bit) その他のディストリビューションはソースからコンパイル 7

8 最新版での新機能 DAQ- Middleware がベースとして使っている OpenRTM- aist でのタイムアウトバグ修正 CPU 消費量の減少 InPort リングバッファの属性を設定可能にした リングバッファ長 遅いデバイス ( ハードディスクなど ) への対応 リングバッファフル エンプティのポリシー リングバッファリードライトのタイムアウト 8

9 ディスク SSD への書き込み遅延 デフォルトパラメータ ext4 ファイルシステム 32kB 書き 360 マイクロ秒スリープをくりかえし 10GB まで書く ( スループット 88MB/s) 各 32kB 書き込みの時間を C 言語でプログラムを書いて計測 9

10 InPort のリングバッファ Logger OutPort InPort disk write logic Logger 内にはリングバッファスレッドとディスクへ書き出すスレッドがある 上流からのデータはまずリングバッファに格納される Logger はリングバッファからデータを取り出してディスクに書く これにより遅延に対応 従来はバッファサイズが固定 遅延が大きいデバイスに対応するために設定ファイルでサイズを変更可能に <inport from="samplereader0:samplereader_out" buffer_length="4096">samplemonitor_in </inport> 10

11 DAQ- Middleware が使われて いる実験 センサーテスト 実験 CANDLES (double beta decay, 神岡地下実験室 ) J- PARC/MLF ( 中性子 ミュオン ) DAQ system of Depth- resolved XMCD (KEK PF) J- PARC Hadron E16 (High P) ( 準備中 )( 次の講演 ) SuperNEMO ( 準備中 ) 検出器テストベッド ILC CCD Vertex (KEK, 東北大学 ) J- PARC Hadron COMET RoesY CDC ( 物理学会 29pTH- 7) ADC_SiTCP NMEM STRIPIX ( 物理学会 28pTH- 8) 液体アルゴン TPC ( 準備中 ) GEM (KEK 測定器開発室 ) SOI (KEK 測定器開発室 ) 赤文字は 2012 年 4 月以降の採用 11

12 読み取りシステム完成までの工程 COMET CDC, ADC_SiTCP を使った STRIPIX での例 修士課程のかたがたが担当 ROOT は使える ローデータを読んだことはない KEK で作業 は並列読み出しが必要だったため千代が作成 作業工程 1 日目 DAQ- Middleware の説明 Logger の組み合わせでデータをファイルに保存 保存したローデータファイルをデコードし ヒストグラムを作る C++ プログラムを作成 2 日目 デコードルーチンをモニターコンポーネントにくみこみ 2.5~3 日目 モニターコンポーネント完成 Dispatcher, Logger を追加しシステム完成 必要ならヒストグラムなどの追加を行う 1 日目 Read- out modules 2 日目 Read- out modules 2.5~3 日目 Dispatcher ( 標準品 ) Logger ( 標準品 ) Monitor Logger ( 標準品 ) Monitor 12

13 サマリー DAQ- Middlewareの概略 新機能 リングバッファサイズの指定 適用事例 システム構築の工程 URL: hop://daqmw.kek.jp/ 13

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