daq-middleware の新機能と 実験への展開
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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
2014-03-30 12
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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