Evolution of the Malta2 readout firmware to ultrascale and evaluation for ITK replacement in Atlas
Malta2 okuma aygıt yazılımının Ultrascale'e evrimi ve Atlas'ta ITK'nin yerini alması açısından değerlendirilmesi
- Tez No: 1015116
- Danışmanlar: PROF. DR. İLKAY TÜRK ÇAKIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Hızlandırıcı Teknolojiler Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Hızlandırıcı Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, ALINX AXKU040 geliştirme kartı kullanılarak MALTA2 monolitik aktif piksel sensörü okuma aygıt yazılımının Kintex UltraScale mimarisine evrimi sunulmaktadır. Çalışma, mevcut DAQ yazılım arayüzüyle uyumluluğunu korurken MALTA2 laboratuvar ölçümleri, demet testi uygulamaları ve ATLAS ITk referanslı yüksek oran çalışmaları için sürdürülebilir uzun vadeli bir okuma platformu ihtiyacından doğmuştur. Çalışma yalnızca doğrudan bir kart geçişiyle sınırlı kalmamış; harici okuma zincirinin çalışmasını iyileştirmek amacıyla aygıt yazılımı yeniden düzenlenmiştir. Temel geliştirmeler arasında nanosaniye ölçekli sensör çıkışlarını yakalamak için optimize edilmiş asenkron aşırı örnekleme veri yolu, güncellenmiş gecikme ve paralelleştirme kaynakları, hedef karta uyarlanmış Ethernet arayüzü, sadeleştirilmiş slow-control yolu ve donanım destekli injection pulse üretim mekanizması yer almaktadır. FPGA uygulama sonuçları ve önceki KC705 tabanlı sistemle yapılan karşılaştırmalı ölçümler, yükseltilmiş aygıt yazılımını gerekli okuma davranışını korurken örnekleme kararlılığını, tam matris yanıt uniformluğunu ve tarama süresini iyileştirdiğini doğrulamaktadır. Temsili analog tarama ölçümlerinde, yükseltilmiş okuma sistemi tam piksel matrisi boyunca okuma kaynaklı uzamsal düzensizlikleri güçlü biçimde azaltmış; beklenen yanıtın yüzde 5'i içinde ölçülen piksel oranı yaklaşık yüzde 77'den yüzde 100'e yakın bir değere yükselmiştir. İyileştirilmiş enjeksiyon kontrol mekanizması ayrıca tarama sürelerini yaklaşık iki kata kadar azaltmaktadır; bu durum özellikle uzun eşik tarama ölçümleri için önemlidir. Ek olarak, ATLAS ITk referanslı yüksek oran simülasyon çalışması MALTA2 yanıtını gerçekçi doluluk referans koşullarıyla ilişkilendirmektedir. Genel olarak, yükseltilmiş UltraScale okuma sistemi devam eden MALTA2 çalışmaları ve gelecekteki MALTA okuma geliştirmeleri için daha güvenilir, daha hızlı ve sürdürülebilir bir yapı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents the evolution of the MALTA2 monolithic active pixel sensor readout firmware to a Kintex UltraScale architecture using the ALINX AXKU040 development board. The work was motivated by the need for a sustainable long-term readout platform for MALTA2 laboratory measurements, beam-test applications, and ATLAS ITk-based high-rate studies, while preserving compatibility with the established DAQ software interface. Rather than being a direct board migration, the firmware was revised to improve the external readout chain. The main developments include an optimized asynchronous oversampling data path for nanosecond-scale sensor outputs, updated delay and deserialization resources, an Ethernet interface adapted to the target board, a simplified slow-control path, and a hardware-assisted injection pulse-generation scheme. FPGA implementation results and comparative measurements with the previous KC705-based system confirm that the upgraded firmware preserves the required readout behavior while improving sampling stability, full-matrix response uniformity, and scan execution time. In representative analog-scan measurements, the upgraded readout reduces readout-related spatial non-uniformities across the full pixel matrix, increasing the fraction of pixels measured within 5\% of the expected response from about 77\% to nearly 100\%. The improved injection-control scheme reduces scan execution times by up to approximately a factor of two, which is especially important for extended threshold-scan measurements. An additional ATLAS ITk-based high-rate simulation study relates the MALTA2 response to realistic occupancy benchmark conditions. Overall, the upgraded UltraScale readout establishes a more reliable, faster, and maintainable framework for continued MALTA2 operation and future MALTA readout developments.
Benzer Tezler
- Manisa ili Yunusemre ilçesi Malta mahallesinde yaşayan Makedon göçmelerinin evlenme âdetleri ve müzik pratikleri
Marriage customs and music practices of Macedonian immigrants living in the Malta neighborhood of Yunusemre district in Manisa city
EFE ÇIRAKLAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
MüzikAydın Adnan Menderes ÜniversitesiGeleneksel Türk Müzikleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜLYA UZUN
- Phylogeography of the Savi's pipistrelle (Vespertilionidae, chiroptera) complex based on whole mitochondrial genome analysis
Savi'nin cüce yarasası kompleksinin (Vespetilionidae, chiroptera) filocoğrafyasının tüm mitokondriyal genom ile analizi
YELİZ ERGÖL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Genetikİstanbul Teknik Üniversitesiİklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRAH ÇORAMAN
- Avrupa Birliği bölgesel politikaları ve yapısal fonlar: Uyum sürecinde Türkiye için bir değerlendirme
European Union regional policies and structural funds: An evolution for Turkey in process of harmony
ERGÜDER CAN
- Vernacular architecture of Teke peninsula littoral ( 2 cilt )
Teke yarımadası sahilinde yöresel mimari
ZÜHAL ÖZCAN ( TUNCAĞİL )
Doktora
İngilizce
1994
MimarlıkOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMimari Restorasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMÜR BAKIRER