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 TechnologiesE

Open-ItF

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

2014-03-30 物理学会 @ 東海大学 2

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。物理学会 @ 東海大学2014-03-30 3

DAQ-Middleware 構成図

Dispatcher

Logger

MonitorGatherer

・・・

HTTPServer

•Control Panel on Web browser (javascript, ajax)•Python GUI•Command line program

Online histograms on Web browser

Read-outmodules

PC

PC

Command/Status

User Interface

XML

System Configuration

Online histograms using ROOT

XML/JSON

Device Condition/Online analysis

•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

Detectors

DaqOperator

2014-03-30 4

mod_pythonmod_wsgi

物理学会 @ 東海大学

DAQ コンポーネントと構成例InPort OutPort

Service Port(command/status)

Logics (for data handling)

Data

InPort OutPort

Service Port(command/status)

Logics (for data handling)

Data+ =DAQ-Middleware が提供 ユーザーが書く

物理学会 @ 東海大学2014-03-30 5

Monitor

DaqOperator

Gatherer

データセーブなしでオンラインモニターする

DAQ コンポーネント構成例

Logger

DaqOperator

Gatherer

モニターなしにデータのみ保存

Dispatcher

Logger

Monitor

DaqOperator

Gatherer

オンラインモニターしながらデータを保存

Data Command/Status

DAQ コンポーネント特徴のまとめ

User B

InPort OutPort

Service Port(command/status)

Logics (for data handling)

Data

READOUT

READOUT

Network

User A

RepositoryReusability READOUT

READOUT

READOUT

READOUT

Flexibility ReuseDevelopment

Autonomous

Component model

6

Network-transparent

2014-03-30 物理学会 @ 東海大学

動作環境• Linux– バイナリ• Scientific Linux 5.x 、 6.x (32bit, 64bit)• Ubuntu 12.04 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

2014-03-30 物理学会 @ 東海大学 7

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

2014-03-30 8物理学会 @ 東海大学

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

2014-03-30 物理学会 @ 東海大学 9

InPort のリングバッファ

• 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。

2014-03-30 10物理学会 @ 東海大学

<inPort from="SampleReader0:samplereader_out" buffer_length="4096">samplemonitor_in</inPort>

LoggerGatherer

diskwritelogic

OutPort InPort

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

• Roesti• CDC 　（ 2014-03 物理学会 29pTH-7 ）

– ADC_SiTCP • NMEM• STRIPIX (2014-03 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 )

2014-03-30 11物理学会 @ 東海大学

赤文字は 2012年 4月以降の採用

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• Gatherer 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• Gatherer – 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

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Dispatcher（標準品）

Logger （標準品）

Monitor

Logger（標準品）Gatherer

Read-out modules

物理学会 @ 東海大学

GathererRead-out modules

Monitor

Gatherer

1日目

2日目

2.5～ 3日目

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: http://daqmw.kek.jp/

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