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L’Expérience : LHCb LHCb est un outil spécialisé, destiné à réaliser la meilleure détection possible des particules « belles » (contenant un quark b) et de leurs produits de désintégration. LHC (Large Hadron Collider), à chaque point de collision un détecteur

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  • L’Expérience : LHCb

    • LHCb est un outil spécialisé, destiné à réaliser la meilleure détection possible des particules « belles » (contenant un quark b) et de leurs produits de désintégration.

    LHC (Large Hadron Collider), à chaque point de collision un détecteur

  • Le détecteur : Calorimetre

    Longueur 21mHauteur 10m5600 Tonnes

    ECAL : 6000 ch

    HCAL : 1500 ch

  • Calorimetre : Crate Front-end

    FEB FEB FEB FEB 3CU FEB FEB FEB FEB

    2 freeSlots

    (old TVB)

    2 freeSlots

    (old TVB)

    Clk, TFC

    6U

    3U

    Slow Ctrl

    Front-end crate with same backplanes and power supply

    3U power supply, clock distribution, …

    6U links between boards inside the same crate.

    New Front-end board with optical link DAQ and LLT.

    New Control Board (3CU).

    Remove TVB.

    Calorimeter crate controller board (3CU)

    Ensure signal distribution inside Front-end crate

    Clock distribution from the 3CU to all front-end board inside the same crate through 3U backplane.

    Slow control through 6U backplane

    Fast command (BxId Reset, FE Reset, …) through 3U backplane

    Front-end crate

    LAL en charge électronique (Arnaud, Charles, Jean-Luc, Francisco, …)

    Collaboration “Catalonia team”

    FEB (Christophe)

    3CU (Olivier)

    Conception, production, installation

    Shut down 2019-20 : demontage installation

  • Calorimeter Crate Controller for Upgrade : 3CU

    B25

    AB

    25

    B25

    AB

    25

    B7

    7

    Clock distribution to FEB through 3U_backplane

    Power Supply:

    3V3

    GBLD

    Ed

    ge-

    con

    ne

    cto

    r

    I2C

    PCB

    Laser Diode

    VTRx

    TOSA

    ROSA

    PD +GBTIA

    1 Bi-directionnallink

    120b @ 40MSPS

    DC-DC Converter

    5V -> 1V2

    Uplink

    Down-link

    E-Port

    E-Port

    E-Port

    24 E-Port

    E-Port

    General Ctrl

    Master

    ……..

    Diff. Signal:Clk, DOUT, DIN

    Buffer

    PS: 3V3

    Ref_Clk[0:7]

    E-Port_SC_FEB

    x (16)

    GBTX

    User Buses :

    {I2C, //, SPI, JTAG, 12bADC,…} – T°

    E-Port

    Network Controller

    GBT-SCA

    Prim. / Second.E-Port_SCA

    Slow control to FEB

    DC-DC Converter

    5V -> 1V5

    Protocol used on

    the board

    M2GL060

    VCC Core

    VCC I/O_1

    VCC I/O_2

    USB

    DelatchingCtrl.

    De

    dic

    ate

    d

    Clo

    ck IO Clock

    Conditioning CircuitL

    VD

    S

    SLVS / LVDS TranslatorL

    VD

    S

    TFC cmd

    Ref_Clk[3]

    US

    B

    Slow Control distribution to FEB through 6U_backplane

    LE

    MO

    LE

    MO

    In_Ext_Clk

    Out_Ext_Clk

    In_2

    In_1

    Out_2

    Out_1

    In_1

    Out_

    2O

    ut_

    1

    In_2

    16 FEB DelatchingCtrl line

    1V2

    Front Rear

    TFC command

    In_Ext_ClkE-Port (TFC_cmd)

    Buffer

    PS: 3V3

    TFC command

    387 Max user I/Os –10 I/O Banks

    TFC cmddistribution to FEB through 3U_backplaneI2C

    GPIO

    SPI

    Clk Ref / PLL Phase Shift.

    Clk Manager

    Ref_Clk[2]

    Interfaces

    Buffer

    PS: 2V5

    Ref_Clk[1]

    Ref_Clk[2]

    Left

    Rig

    ht

    (SLVS)

    (LV

    DS)

    (SLVS)

    (SLVS)

    (LV

    DS)

    (LVDS)

    (SLVS)

    48 b/ 80 Mhz

    (TFC cmd)

    9 b

    Out_Ext_Clk

    PS : 1V5

    PS : 2V5 , 1V5

    5V

    {Bidirectional !}

    USB Interface Mezzanine

    (UM232H-B)

    JTAG

    FlashProconnection

    90LV001

    Status Led

    I2C

    SP

    I

    GP

    IO

    USB-I2Cdongle

    Slave

    I2CDataTTC cmdClockSC

    1V5

    2V5

  • Calorimeter Crate Controller for Upgrade : 3CUFront Rear

    6U backplane connections

    3U backplane connections

    GBTx

    VTRx

    GBT-SCA

    IGLOO2

    DC-DC converter

    FEBs delach. Info ECS distribution

    ClockTFC command

    3CU board:

    9U / 280 mm VME board

    Thickness 2.4 mm

    Components 999 / Connections 5115

    12 layers

    Routing very tight around IGLOO2 and GBTx and SCA

  • 3CU : Tests

    Two 3CU board prototype available

    Optical link from MiniDAQ

    External clock generator

    USB interface

    Power supply, oscilloscope , …

  • 3CU : Tests avec FEB• Test beam en Octobre

    • Actuellement : 2eme Proto ou version finale en CAO

    • Production courant 2019

    • Tests commun globaux, suivi de production, … ?

  • • CAO

    • Tests globaux

    • Face Avant, suivi de prod …

    • Etc …

    • Planning très tendu !!

    3CU : status