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VME-EASIROC基板の写真を図3.1に示す。

また、VME-EASIROCのブロックダイアグラムを図3.2に示す。

第3章 VME-EASIROCボードの仕様 27

3.2 EASIROC-test-boardの基本仕様とVME-EASIROCの基本仕様の比較。

VME-EASIROC EASIROC-test-board

FPGA Artix 7 Spartan 6

MPPC入力部の入力インピーダンス 100 Ω 50 Ω

保護ダイオード ○ ×

ADC Deadtime 12 µs 100 µs

Fastclear ○ ×

Pedestal suppression ○ ×

MHTDC Timewindow variable (04 µs) fixed (1 µs)

DAQ SiTCP FPGA internal SOY

EventBuffer single double

Event tag ○ ×(only LSB)

基板規格 VME 6U Original

このVME-EASIROCボードは次に述べる部分からなる。

MPPC入力インターフェース

MPPCからの信号を100 Ωで終端してEASIROCに入力する。

アナログ信号処理部

MPPCからのアナログ信号を整形増幅・波高弁別してAD変換部・デジタル信号 処理部に送る。アナログ信号の処理は主にEASIROCによって行われる。

AD変換部

パイプライン型ADCであるAD9220を用いてEASIROCからの整形増幅された 信号の波高をデジタル変換する。

デジタル信号処理部

FPGAを用いADC、MHTDC、scalerのデータをSiTCP経由でPCに送信する。

トリガーインターフェース

VME-J0バスからのCOPPERトリガを受け取る。

データ転送インターフェース

Ethernet通信を利用しPCとデータのやり取りを行う。

以下ではそれぞれの部分についての詳細を述べる。

第3章 VME-EASIROCボードの仕様 28

3.1 VME-EASIROCボードの写真

3.2.1 MPPC 入力インターフェース

MPPCインターフェースの回路図を図3.3に示す。図3.3の回路図はMPPC入力1ch だけのものである。実際には同様の回路が64ch分ある。

MPPCからの信号はハーフピッチコネクタFX2B-068PA-1.27DSL[21, pp. 26]によっ て回路に入る。使用しているフラットケーブルの特性インピーダンスが100 Ωであるた め回路側でも100 Ωで終端処理を行っている。

その後段に位置しているダイオード1SS362はEASIROCのInputDACを保護するた

第3章 VME-EASIROCボードの仕様 29

MPPC input 32 ch

EASIROC

AD9220 AD9220

MPPC input 32 ch

EASIROC

AD9220 AD9220

FPGA

VME J1

(Power supply only)

VME J0

HighGain out Probe out CommonStop

Ethernet

Hold, L2, Clear, Event tag, Busy

HG LG

LG HG Probe Probe MPPC in

MPPC in

Discri out

Discri out

Slow Control

Analog Signal Digital Signal

3.2 VME-EASIROC のブロックダイアグラム。64 ch MPPC入力は32 ch 毎にEASIROCに入力され、波高弁別されたデジタル信号はFPGAに直接接続して いる。EASIROC内の電圧保持回路によって保存されたMPPCの信号の波高情報は AD9220によってデジタル化され、FPGAに送られる。また、トリガー情報の受信は VME J0バスによって行われ、PCへのデータ転送はEhtenetを用いて行われる。

めのダイオードである。MPPCと繋がる信号線に過度な電圧が印加された場合に、この 保護ダイオードを通り電流が流れ、その結果回路を保護する。

3.2.2 アナログ信号処理部

アナログ信号処理部は主にMPPC多チャンネル読み出し用 ASICであるEASIROC からなる。図3.4にアナログ信号処理部の回路を示す。

EASIROCはMPPC多チャンネル読み出し用ASICであり、1 chipで32chのMPPC を読み出すことができる。PreAmp、Shaper、Discriminatorを内蔵し、ピークホールド

第3章 VME-EASIROCボードの仕様 30

FX2B-068PA-1.27DSL 100 Ω

0.22 μF

1SS362

1SS362 +5.0 V