Ministero dell` Istruzione, dell` Università e della Ricerca

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Ministero dell' Istruzione, dell' Università e della Ricerca
Dipartimento per l'Università, l'Alta Formazione Artistica, Musicale e Coreutica e per la Ricerca
Direzione Generale per il Coordinamento e lo Sviluppo della Ricerca
PROGRAMMI DI RICERCA SCIENTIFICA DI RILEVANTE INTERESSE NAZIONALE
RICHIESTA DI COFINANZIAMENTO (D.M. 1152/ric del 27/12/2011)
PROGETTO DI UNA UNITÀ DI RICERCA - MODELLO B
Anno 2010-2011 - prot. 2010Z5PKWZ_005
1 - Area Scientifico-disciplinare
02: Scienze fisiche 100%
2 - Coordinatore Scientifico
IACOPINI
ENRICO
Professore Ordinario
Università degli Studi di FIRENZE
Facoltà di SCIENZE MATEMATICHE FISICHE e NATURALI
Dipartimento di FISICA E ASTRONOMIA
3 - Responsabile dell'Unità di Ricerca
SARGENI
(Cognome)
FAUSTO
(Nome)
Professore Associato confermato
(Qualifica)
13/01/1961
(Data di nascita)
SRGFST61A13H267K
(Codice fiscale)
0672597401
(fax)
[email protected]
(E-mail)
Università degli Studi di ROMA "Tor Vergata"
(Università/Ente)
Dipartimento di INGEGNERIA ELETTRONICA
(Dipartimento)
0672597403
(telefono)
4 - Curriculum scientifico
Testo italiano
Il Prof. Fausto Sargeni si e' laureato in Ingegneria Elettronica presso l'Università degli Studi di Roma "La Sapienza" nel 1987. E' stato Ricercatore di Ruolo presso la
Facolta' di Ingegneria dell'Universita' degli Studi di Roma Tor Vergata dal Novembre 1989 ad Ottobre 1998. Negli anni 1997-1998 è stato collaboratore dell'Istituto
della Enciclopedia Italiana (fondato da G. Treccani) per il quale ha curato la redazione di alcune voci. A Novembre 1998 ha preso servizio come Professore Associato,
per il settore scientifico-disciplinare ING-IND/31 (Elettrotecnica), presso il Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell'Universita' degli Studi di Roma Tor Vergata. Il
Prof. Fausto Sargeni è stato responsabile scientifico o capo-progetto di contratti conto/terzi e progetti FUSE e MEPI per l'introduzione di nuove tecnologie elettroniche
nelle piccole e medie imprese. E' stato revisore di numerosi progetti industriali PIA-Innovazione del Ministero dello Sviluppo Economico.
I suoi interessi di ricerca riguardano la teoria e le applicazioni delle reti neurali cellulari, la progettazione VLSI di circuiti analogici dedicati per la realizzazione di reti
neurali complesse, l'elaborazione di dati in tempo reale mediante circuiti neurali, lo sviluppo di algoritmi neurali per l'elaborazione di immagini, la progettazione di
sistemi elettronici complessi per l'elaborazione in tempo reale di segnali provenienti da array di sensori. Ha partecipato in vari progetti PRIN ed è stato coordinatore
nazionale del progetto PRIN 2004 “Circuiti Neurali Cellulari per l'elaborazione in tempo reale di immagini oftalmiche in ausilio alla diagnostica medica” e
Responsabile di Unità del progetto PRIN 2006 “ Metodologie di progettazione e sintesi di circuiti analogici non lineari con applicazione a reti di neuroni biologici”.
Nell'ambito del progetto NA62, ha collaborato alla progettazione e allo sviluppo delle schede utilizzate per l'elaborazione del trigger. Il Prof. Sargeni è stato revisore
di numerosi articoli per congressi e riviste internazionali. E' autore o co-autore di circa 80 pubblicazioni su riviste o congressi internazionali.
Testo inglese
Prof. Fausto Sargeni received the Laurea Degree in Electronic Engineering from the University of Rome "La Sapienza", Rome, Italy, in 1987. From April 1989 to
October 1998 he was an Assistant Professor at the University of Rome Tor Vergata. During the years 1997-1998, he was consultant of the Italian Encyclopedia
Institute (founded by G.Treccani), where he wrote some entries. From November 1998 he is Associate Professor at the same university in the SSD ING-IND/31
(Electrotechnic) in the Department of Electronic Engineering. Prof. Fausto Sargeni was scientific coordinator or project leader of some FUSE/MEPI projects for the
introduction of new electronic technologies in small and medium enterprises. He was auditor of several industrial projects PIA-Innovazione on behalf of the Ministry
of Economic Development. His research interests are cellular neural networks theory and applications, VLSI design of analogue integrated circuits for neural
networks, real-time processing using neural circuits, neural algorithms for image processing, design of complex electronic systems for the real-time processing of
signals from sensor array. He was researcher in various PRIN projects, scientific national coordinator of the project PRIN 2004 " CNN Application to Rel Time
Processing Of Ophthalmic Images as Medical Diagnosis Support " and Head of “Tor Vergata” Unit of the project PRIN 2006 "Design methodologies and synthesis of
nonlinear analog circuits with application to networks of biological neurons". Regards the NA62 project, he cooperated in the design and development of the
MIUR - BANDO 2010-2011 - MODELLO B
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electronic cards used to generate the trigger. Prof. Fausto Sargeni has served as reviewer of several papers for international journals and conferences. He was author
or co-authored about 80 publications in journals or international conferences.
5 - Pubblicazioni scientifiche più significative del Responsabile dell'Unità di Ricerca
1. Bonaiuto V, Fucci A., Paoluzzi G., Salamon A., Salina G., Santovetti E., SARGENI F., Scarfì F. M. (2011). The NA62 Liquid Krypton Electromagnetic
Calorimeter Level 0 Trigger. In: Proceedings IEEE Nuclear Science Symposium 2011 . Valencia, SPain, 29-30 october 2011
2. Bonaiuto V., Fucci A., Paoluzzi G., Salamon A., Salina G., Santovetti E., SARGENI F., Scarfì F. M. (2011). The NA62 Liquid Krypton Electromagnetic
Calorimeter Level 0 Trigger. In: Proceedings 13th ICATPP Conference on Astroparticle. Como, 7 - 8 ottorbre 2010
3. SARGENI F., BONAIUTO V (2010). Multi-chip Architecture for IF Neural Network ”. In: 53rd IEEE Midwest Symposium on Circuits and Systems
(MWSCAS 2010). Seattle, USA, Agosto 2010, p. 1210-1213
4. SARGENI F., BONAIUTO V (2010). Multi-chip Integrate and Fire Neural Network Architecture. In: Proceedings of the 15th IEEE Mediterranian
Electrotechnical Conference (MELECON 2010). La Valletta, Malta, 25-28 Aprile 2010
5. SARGENI F., BONAIUTO V (2010). VLSI circuits for multiplexed Star CNNs. In: Proceedings of the International Workshop on Cellular Neural Networks
and Their Applications, 2010 (CNNA 2010). Berkeley, CA, USA, 3-5 Febbraio 2010
6. SARGENI F., Bonaiuto V, Fucci A., Paoluzzi G., Salamon A., Salina G., Santovetti E., et al. (2010). NA62 Technical Design Document
7. SARGENI F., BONAIUTO V (2009). An Interconnection Architecture for Integrate and Fire Neuromorphic Multi-Chip Networks. In: Proceedings of the 52nd
IEEE Midwest Symposium on Circuits and Systems (MWSCAS 2009). Cancun, Mexico, 2-3 Aug. 2009
8. SARGENI F., BONAIUTO V (2009). An Interconnection Strategy for Integrated and Fire Neuromorphic Multi-Chip Networks. In: Proceedings of the 19th
European Conference on Circuits Theory and Design (ECCTD 2009). Antalya, Turkey, 23-27 Aug. 2009
9. SARGENI F., BONAIUTO V (2009). Programmable Non-Linearity for Neural Networks Applications. In: Proceedings of the 52nd IEEE Midwest Symposium
on Circuits and Systems (MWSCAS 2009). Cancun, Mexico, 2-3 Aug. 2009
10. SARGENI F., BONAIUTO V (2009). Programmable Transconductance Comparator
for Neural Networks Applications. In: Proceedings of 19th European Conference on Circuit Theory and Design (ECCTD 2009)
11. SARGENI F., BONAIUTO V, BONIFAZI M (2006). Multiplexed Circuit For Star-CNN Architecture. In: IEEE International Workshop on CNN and their
Application (CNNA 06). Istanbul, 28-30 Agosto 2006, ISBN/ISSN: 1-4244-0639-0
12. SARGENI F., BONAIUTO V, BONIFAZI M (2005). Time Division Digital Programmable OTA for Cellular Neural Networks. In: 17th European Conference
on Circuit Theory and Design (ECCTD'05). CORK (IRL), 29 Agusto- 1 Settembre, 2005
13. SARGENI F., BONAIUTO V. (2005). Digitally programmable nonlinear function generator for neural networks. ELECTRONICS LETTERS, vol. 41; p.
143-145, ISSN: 0013-5194
14. SARGENI F., BONAIUTO V. (2005). Programmable CNN Analogue Chip for RD-PDE Multi-Method Simulations. ANALOG INTEGRATED CIRCUITS
AND SIGNAL PROCESSING, vol. 44; p. 283-292, ISSN: 0925-1030
15. SARGENI F., BONAIUTO V. (2001). CNN cell for computing disparity map. ELECTRONICS LETTERS, vol. 37 no.11; p. 682-683, ISSN: 0013-5194
16. SALERNO M., SARGENI F., BONAIUTO V. (1999). A Dedicated Multi-Chip Programmable System for Cellular Neural Networks. ANALOG
INTEGRATED CIRCUITS AND SIGNAL PROCESSING, vol. Vol.18, no. 2/3; p. 277-288, ISSN: 0925-1030
17. SALERNO M., SARGENI F., BONAIUTO V. (1998). A 6 × 6 Cells Interconnection-Oriented Programmable Chip for CNN. ANALOG INTEGRATED
CIRCUITS AND SIGNAL PROCESSING, vol. 15 no.3; p. 239-250, ISSN: 0925-1030
18. SARGENI F., BONAIUTO V. (1996). A 3x3 Digitally Programmable CNN chip. INTERNATIONAL JOURNAL OF CIRCUIT THEORY AND
APPLICATIONS, vol. 24, no. 3; p. 369-379, ISSN: 0098-9886
19. SARGENI F., BONAIUTO V. (1995). A Fully Digitally Programmable CNN Chip. IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS. 2, ANALOG
AND DIGITAL SIGNAL PROCESSING, vol. 42, no. 11; p. 741 -745, ISSN: 1057-7130
20. SARGENI F. (1994). Digitally programmable transconductance amplifier for CNN applications. ELECTRONICS LETTERS, vol. 30 no.11; p. 870 -872, ISSN:
0013-5194
21. CARDARILLI G., SARGENI F. (1993). Very efficient VLSI implementation of CNN with discrete templates. ELECTRONICS LETTERS, vol. 29, no. 14; p.
1286 -1287, ISSN: 0013-5194
6 - Abstract dei compiti svolti dall'Unità di Ricerca
Testo italiano
L'unita' di ricerca dell'Universita' di Roma Tor Vergata (UNITV) nasce da una pluriennale sinergia tra il Dipartimento di Ingegneria Elettronica e la Sezione INFN di
Roma Tor Vergata sulla base di interessi di ricerca e competenze comuni (allegati 2 e 3 del paragrafo 8).
In questo progetto, l'unità di ricerca UNITV, si occuperà dello studio di nuove tecnologie elettroniche per il sistema di trigger ed acquisizione dati per l'esperimento
KLEVER (KL Experiment to detect VEry Rare decays).
Sono previste in particolare due linee di sviluppo.
SVILUPPO DI ALGORITMI PER PROCESSORI EMBEDDED SU FPGA
Lo sviluppo di processori "embedded" per FPGA (Field Programmable Gate Arrays), come ad esempio il processore Nios II per FPGA Altera [4], ha conosciuto un
notevole sviluppo negli ultimi anni grazie ai progressi della microelettronica.
L'utilizzo di un sistema integrato con logica cablata e un microprocessore entrambi implementati su una singola FPGA presenta un notevole interesse in problemi in
cui è possibile dividere un determinato algoritmo in una parte "più semplice" da eseguire su logica cablata ed una parte "più complessa" da eseguire sul processore
"embedded".
Proponiamo quindi lo studio delle prestazioni dei processori embedded per vari algoritmi e compiti di interesse nella fisica delle alte energie.
Questa parte del programma di ricerca verrà svolta in collaborazione con l'Università di Bratislava che si occuperà della programmazione software del processore
embedded.
STUDIO DI NUOVI BUS AD ALTA BANDA PASSANTE
L'incremento di intensità dei fasci nei futuri esperimenti e la conseguente necessità di eseguire algoritmi di trigger e readout su rivelatori con una occupazione sempre
maggiore pongono nuove richieste ai sistemi di trasmissione dati.
Allo scopo di fronteggiare tali richieste l'unità propone di sviluppare un dimostratore di sistema di acquisizione e trasmissione dati basato su bus ATCA (Advanced
Telecommunications Computing Architecture) [6,7].
Il bus ATCA definisce una serie di standard elettrici e meccanici inizialmente pensati per l'industria delle telecomunicazioni ma di grande interesse anche per la fisica
delle alte energie.
Allo scopo di acquisire la necessaria esperienza sul bus ATCA proponiamo di sviluppare un semplice dimostratore basato su due schede con a bordo una FPGA di
ultima generazione con serializzatori integrati.
Questo semplice dimostratore ci permetterà di acquisire le necessarie competenze sia sugli aspetti "di sistema" quali il protocollo e il software di controllo che di
caratterizzare il bus e i serializzatori a bordo delle FPGA.
Il dimostratore prodotto verrà anche usato per validare gli algoritmi per processori embedded su FPGA sviluppati nel punto precedente.
Tutti questi studi verranno affrontati usando competenze e strumentazione già presenti all'interno del gruppo UNITV [8-11].
Tutto lo sviluppo software verrà fatto in collaborazione con il gruppo di ricerca dell'Università di Bratislava.
Testo inglese
The Research Unit of the University of Roma Tor Vergata (UNITV) is based on long-lasting cooperation on common research interests and expertise between the
Electronic Engineering Department and the INFN Section of Roma Tor Vergata (attachments 2 and 3 paragraph 8).
The activity of the UNITV Research Unit will be focused on the study of new electronic technologies for data acquisition and trigger system for the experiment
KLEVER (KL Experiment to Detect Very Rare decays).
The research activity will be arranged in the following two main topics.
DEVELOPMENT OF ALGORITHMS FOR EMBEDDED PROCESSORS ON FPGA
The embedded processors for FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), such as the Nios II processor for FPGA Altera [4], have presented a significant development
in recent years thanks to advances in microelectronics.
The use of an integrated system where the wired logic and a microprocessor are both implemented on a single FPGA presents a considerable interest in problems in
which we are able to split a given algorithm in more parts. So, the most simple of them can be run on hard-wired logic while the more complex parts can be executed
on the embedded processor. Therefore, in this research activity, we propose the study of the performance of embedded processors for various tasks and algorithms of
interest in high energy physics.
In particular, this part of the research program will be conducted in collaboration with the University of Bratislava, which will take care of the programming software
as well as the embedded processor.
NEW HIGH BANDWIDTH BUS SYSTEMS
In future experiments, to the increasing of the intensity of the beams will follow the requirement to perform algorithms of the trigger as well as the readout of detectors
with an even wider occupancy. Therefore, this will require more resources and better performances from the hardware system and expecially for the data transmission
system.
In order to develop a system able to find a suitalbe solution for these requirements, the Research Unit will study and design a system for data acquisition and
transmission bus based on ATCA (Advanced Telecommunications Computing Architecture) [6,7]. The bus ATCA defines a series of electrical and mechanical
standards initially designed for the telecommunications industry. At the moment, it presents a great interest also for high energy physics.
In order to acquire the necessary experience on the ATCA bus, we propose to develop a simple demonstrator based on two electronic cards with onboard new models
of FPGA. These circuits will implement the serializers required for the demonstrator.
This simple demonstrator will enable us to acquire the useful skills in terms of new knowledge on the aspects of "system" as the protocol and control software,
allowing us, at the same time, to characterize the bus as well as the serializers implemented on the FPGAs.
All these studies will be carried out by using the existing instrumentation and the expertises within the research group UNITV [8-11].
The whole software development will be done in cooperation with the team from the University of Bratislava.
7 - Settori di ricerca ERC (European Research Council)
PE Physical Sciences and Engineering
PE2 Fundamental constituents of matter: particle, nuclear, plasma, atomic, molecular, gas, and optical physics
PE2_1 Fundamental interactions and fields
PE2_2 Particle physics
8 - Collaborazioni con altri organismi di ricerca pubblici e privati, nazionali e internazionali, e
indicazione degli eventuali collegamenti con gli obiettivi di Horizon 2020
Testo italiano
L'alto livello scientifico e tecnologico della ricerca proposta in questo progetto richiede necessariamente di potersi avvalere del contributo e del supporto di altri
partner internazionali che vadano ben oltre quelli afferenti al progetto stesso.
Quello che qui presentiamo si inquadra infatti in un contesto internazionale molto vasto, fatto sia da università europee ed extraeuropee, come pure da strutture
europee di eccellenza a livello mondiale con le quali abbiamo in corso, ormai da diverso tempo, una proficua collaborazione.
Lo svolgimento del progetto consentirà all'Italia di mantenere la posizione d'eccellenza che possiede all'interno dell'indiscusso ruolo primario dell'Europa nell'ambito
della fisica dei K ed in particolare in quello della misura dei loro rapporti di decadimento (“branching ratio”, BR) verso canali ultra rari (la cui importanza scientifica è
descritta al punto 11 del modello A) visto che, sia in Giappone come negli Stati Uniti, si stanno concretizzando proposte che puntano a realizzare nei prossimi anni
esperimenti nello stesso ambito di ricerca.
Lo studio dei canali ultra rari dei mesoni K carichi è attualmente condotto unicamente al CERN di Ginevra (Svizzera), dalla collaborazione internazionale NA62, di
cui fa parte la quasi totalità dei partner afferenti a questo progetto, unitamente a gruppi del CERN, Belgio, Regno Unito, Slovacchia, Romania, Russia, Messico e
USA.
L'esperienza acquisita nelle misure di precisione in questo ambito è indubbiamente un valore cruciale per la riuscita del progetto, come pure lo è la massima
collaborazione scientifica e tecnologica con i gruppi specializzati che lavorano in questo settore.
Nella preparazione di questa progetto per arrivare ad una proposta per l'esperimento KLEVER (KL Experiment to detect VEry Rare decays), abbiamo dunque
coinvolto tutte le istituzioni internazionali, europee ed extraeuropee, qualificate per aiutarci alla realizzazione del progetto, ricevendo da loro una adesione
entusiastica.
A questo riguardo, un partner estero fondamentale che ha aderito al progetto è certamente il CERN stesso, con cui abbiamo una più che ventennale storia di
collaborazione.
Saranno proprio gli ingegneri del CERN, i quali si occupano della definizione e realizzazione dei fasci estratti, che collaboreranno con noi per definire la nuova linea
di fascio, necessaria affinché le misure a cui pensiamo possano realizzarsi: KLEVER avrà infatti bisogno di avvalersi di un opportuno fascio primario di protoni da
400 GeV, estratto dal Super Proton Synchrotron (SPS) del CERN. Questo fascio verrà utilizzato per produrne uno secondario neutro, di una intensità che dovrà essere
almeno dieci volte superiore a quello finora mai realizzato per l'esperimento NA48. Tale intensità si rende necessaria per poter avere un numero di decadimenti di KL
nella zona fiduciale dell'esperimento dell'ordine di almeno 10^12 all'anno, in modo da poter raggiungere una statistica significativa riguardo all'osservazione di canali
ultra rari come quello del KL in pione neutro ed una coppia leptone-antileptone (carichi o neutri).
Il fascio primario dovrà inoltre essere ottimizzato per ridurre il numero di neutroni presenti nel fascio secondario neutro, in modo da poter collocare alla fine del setup
sperimentale un rivelatore per i gamma prodotti dai decadimenti del KL (“gamma catcher”) che sarà sviluppato nell'ambito del progetto. I gamma primari, invece,
potrebbero essere rimossi disponendo opportuni convertitori e magneti lungo la linea di fascio in una disposizione che gli ingegneri sopracitati dovranno studiare. Tale
operazione è resa complicata dalla necessità di minimizzare la diffusione dei neutroni e dunque richiede un'accurata riprogettazione dell'intero sistema dei fasci
rispetto a quanto era stato fatto per esempio da NA48, cosa giudicata comunque perfettamente possibile dagli specialisti del CERN che contribuiranno fattivamente
anche a questa fase della definizione del fascio.
Alcuni dei partner internazionali coinvolti in questo progetto, come in particolare il CERN (ma anche la G. Mason University e JINR che collaborano rispettivamente
con le unità di Napoli e LNF), contribuiranno anche alla simulazione Monte Carlo (MC) sia del segnale che degli eventi di fondo. Solo attraverso una simulazione più
realistica possibile si potrà infatti decidere come eventualmente modificare l'apparato che costituisce il nostro punto di partenza, cioè NA62, e il concreto apporto dei
colleghi stranieri, che hanno aderito al progetto e che hanno grande esperienza in questo campo, ci permetterà certamente di guadagnare tempo ed evitare possibili
errori.
Proprio la simulazione permetterà di focalizzare e comprendere sia i problemi legati all'accettanza del rivelatore completo come pure gli effetti legati per esempio sia
alle interazioni fotonucleari, capaci di inficiare le capacità di veto dei rivelatori utilizzati, che alle interazioni dei neutroni con i nuclei degli atomi e molecole del gas
nel volume a vuoto. Data l'esiguità del segnale cercato e quindi la concreta possibilità che esso sia sommerso dal fondo legato agli effetti indicati è necessaria una
grande statistica di eventi MC per la cui produzione sfrutteremo sia risorse locali come quelle messe a disposizione dal CERN e la GRID.
Quest'ultima, come è noto, è un'infrastruttura di calcolo distribuito operante a livello planetario, concepita e sviluppata principalmente dal CERN per le esigenze degli
esperimenti ad LHC, ed è una delle più sofisticate ed avanzate soluzioni di calcolo distribuito attualmente disponibili.
Al di là del valore meramente finanziario di questo contributo, valutabile comunque nella regione delle centinaia di migliaia di euro, l'altro aspetto che occorre
certamente mettere in evidenza è quello legato alla possibilità che viene così offerta specialmente ai giovani della nostra collaborazione di farsi un'esperienza in un
campo le cui possibilità di applicazione nel mondo finanziario e industriale sono senz'altro rilevanti.
Venendo ad Horizon 2020, il programma proposto si inquadra senza dubbio nell'ambito della ricerca di base, accordandosi perfettamente con gli obiettivi delineati nel
programma sopracitato dell'Unione Europea, in quanto esso consentirà di mantenere l'eccellenza legata a questo tipo di ricerca in Europa. L'altissimo livello di
specializzazione del settore scientifico e tecnologico di riferimento del progetto implica la necessità continua di mantenere vitale e produttiva la relativa attività di
ricerca sia negli Stati Membri che nelle collaborazioni europee di più ampio respiro, in quanto anche una minima battuta d'arresto può causare in questo campo un gap
incolmabile nei confronti dei competitori giapponesi e statunitensi, sia dal punto di vista economico che delle competenze coinvolte, poiché sia le infrastrutture che le
competenze scientifiche possono essere soggette in questo ambito ad una rapida e costosissima obsolescenza. Investire in questo ambito significa mantenere e
rafforzare, sia per l'Italia in ambito europeo che per l'Europa nel contesto mondiale, il proprio primato.
Inoltre, proprio per il fatto che, seppur all'interno di un progetto ‘nazionale', il network italiano collaborerà strettamente con istituti e infrastrutture esteri ed
internazionali di assoluta eccellenza, il presente progetto risponde anche all'obiettivo di stimolare la cooperazione fra ambiti europei per la ricerca di frontiera,
delineato in Horizon 2020, e mantiene vivi i rapporti di collaborazione scientifica dell'Italia con i partner internazionali del settore scientifico di riferimento.
Infine un ultimo aspetto non secondario, sempre in tema con gli obiettivi di Horizon 2020, è poi quello della ricaduta tecnologica che ha notoriamente questo tipo di
attività di ricerca e sviluppo: la realizzazione di rivelatori innovativi ed elettronica di punta, oltre a poter essere estremamente utile in futuri esperimenti di alta energia,
coinvolge aziende altamente specializzate, rendendole protagoniste di innovazioni che altrimenti non avrebbero l'opportunità di sviluppare: un quadro di questo genere
ovviamente contribuisce, seppur indirettamente, alle basi scientifico-tecnologiche della Priorità ‘Leadership industriale' di Horizon 2020.
Per quanto riguarda le linee di ricerca di più diretto interesse dell'unità dell'Università di Roma Tor Vergata (UNITV) è stata stabilita una valida collaborazione con
l'Università di Bratislava (allegato 1).
I ricercatori dell'Università di Bratislava partecipano da tempo all'esperimento NA62 ed in particolare hanno una vasta esperienza sia per quanto riguarda l'hardware
che il software incluso lo sviluppo dei driver software. Il gruppo di Bratislava ha infatti la responsabilità, all'interno della collaborazione NA62, del sistema di
distribuzione del timing e del trigger ai vari sottorivelatori.
I ricercatori dell'Università di Bratislava contribuiranno quindi ad entrambe le linee di ricerca della nostra Unità. Per quanto riguarda lo sviluppo di algoritmi su
processori embedded per FPGA il gruppo di Bratislava si occuperà dello sviluppo software degli algoritmi studiati, mentre per quanto riguarda lo sviluppo del
dimostratore ATCA avrà la responsabilità della realizzazione di tutti i driver e dei programmi software per il test delle schede.
Testo inglese
The high scientific and technological level of the research in this project proposal necessarily requires to take advantage of the contribution and support of other
international partners that go well beyond those relating to the project itself.
What we present here is part of a much wider international context, consisting in both European and non-European universities, as well as European institutes of
excellence at world level with which we are having, for some time now, a fruitful collaboration.
The realization of the project will enable Italy to maintain its present position of excellence inside the undisputed leading role of Europe in the context of K physics
and particularly in the field of the measurement of their decay branching ratios (BR) to ultra rare channels (whose scientific significance is described in section 11 of
the model A) since, both in Japan as in the United States, proposals are under study with the aim to achieve in the coming years experiments in the same research
field.
The study of ultra rare channels of charged K mesons is currently only performed at CERN in Geneva (Switzerland), by the international collaboration NA62, which
includes almost all of the partners related to this project, together with groups of CERN, Belgium, United Kingdom, Slovakia, Romania, Russia, Mexico and the USA.
The experience gained in precision measurements in this area is undoubtedly a crucial value for the success of the project, as well as the highest scientific and
technological cooperation with specialized working groups in this area.
In preparing this project to come up with a proposal for the experiment KLEVER (KL Experiment to detect VEry Rare decays), we therefore involved all the
international institutions, European and non-European, qualified to help us in implementing the project, receiving an enthusiastic endorsement from them.
In this respect, a key foreign partner who has joined the project is certainly CERN itself, with which we have a more than 20-year history of collaboration.
The CERN engineers, who are concerned with the definition and achievement of the extracted beams, will collaborate with us to define the new beam line, required to
ensure that the desired measurements may be: KLEVER will indeed need to use an appropriate primary beam of 400 GeV protons, extracted from the Super Proton
Synchrotron (SPS) at CERN. This beam will be used to produce a secondary neutral beam, with an intensity that must be at least ten times higher than hitherto never
realized for the NA48 experiment. This intensity is needed in order to have a number of KL decays in the fiducial region of the experiment of the order of at least
10^12 per year, in order to reach a meaningful statistics about the observation of ultra rare channels such as KL in neutral pion and a lepton-antilepton pair (charged or
neutral).
The primary beam must also be optimized to reduce the number of neutrons present in the secondary neutral beam, so that one could place at the end of the
experimental setup a detector for gammas from KL decays ("gamma catcher") which will be developed within the project. The primary gammas, however, may be
removed by placing appropriate converters and magnets along the beam line in a provision that the aforementioned engineers will study. This is complicated by the
need to minimize the spread of neutrons and therefore requires a thorough redesign of the entire system of beams than what had been done, for example, for NA48,
estimated still perfectly possible by specialists of CERN who will contribute actively to this phase of definition of the beam.
Some of the partners involved in this project, in particular the CERN (but also G. Mason University and JINR who collaborate with the units of Naples and LNF,
respectively) will contribute also to the Monte Carlo (MC) simulation of both signal and background events. Only through the most possible realistic simulation we
could decide how to eventually modify the apparatus that is our starting point, i.e. NA62, and with the contribution of the foreign colleagues who have joined the
project and who have great experience in this field, we will certainly gain time and avoid possible errors.
The simulation will allow us to focus and understand both the problems regarding the acceptance of the full detector as well as the effects related for example to
photonuclear interactions that affect the veto ability of the used detectors, and to the interaction of neutrons with nuclei of the atoms and molecules of the gas in the
vacuum volume. Given the small size of the signal we are looking for, and then the real possibility that it could be swamped by the background related to the effects
listed, a large statistics of MC events is needed, for which we will use both local resources and those made available by CERN and the GRID.
The latter, as it is known, is a distributed computing infrastructure operating at a planetary level, designed and developed primarily by CERN for the needs of the LHC
experiments, and it is one of the most sophisticated and advanced distributed computing solutions currently available.
Beyond the purely financial value of this contribution, however estimated in the order of hundreds of thousands of euros, the other aspect that we must certainly
emphasize is the one linked to the possibility that is so offered especially to the youth of our collaboration to make an experience in a field whose possibility of
application in the industrial and financial world are certainly relevant.
Coming to the Horizon 2020, the proposed programme will no doubt be classified as part of basic research, agreeing fully with the objectives outlined in the
above-mentioned programme of the European Union, since it will maintain the excellence linked to this type of research in Europe. The very high level of
specialization of the science and technology of the project implies the need to maintain viable and productive its research activities both in the Member States as in the
European collaborations, as even a small setback could cause in this field an unbridgeable gap towards the Japanese and US competitors, both from the economic
point of view and for the skills involved, because both infrastructure and scientific expertise may be subject in this area to a rapid and expensive obsolescence.
Investing in this sector means maintaining and strengthening its primacy, both for Italy within Europe and for Europe in the global context.
Also, just for the fact that, even within a 'national' project, the Italian network will collaborate closely with foreign institutions and international infrastructures of
absolute excellence, this project also responds to the aim of encouraging cooperation between European areas for the frontier research, as outlined in Horizon 2020,
and it keeps alive the Italian scientific collaboration relations with international partners in this field of science.
Finally a last, not secondary item, still in agreement with the Horizon 2020 goals, is then the technological fallout that this kind of research and development activities
usually has: the realization of innovative detectors and electronics, in addition to be extremely useful for future high energy experiments, involves highly specialized
companies, making them protagonists of innovations that would otherwise not have the opportunity to develop: a framework of this kind obviously helps, albeit
indirectly, to the scientific and technological bases of the `Industrial Leadership' Priority of Horizon 2020.
Regarding the research topics in the Research Unit of the University of Rome Tor Vergata (UNITV) was established good cooperation with a team at the University of
Bratislava (attachment 1).
The researchers at the University of Bratislava have been involved since long time in the experiment NA62. In particular, they have a wide experience both in
hardware and software, including the development of software drivers. Moreover, the Bratislava team has the responsibility, within the NA62 collaboration, for the
system related to the timing and trigger distribution to the several subdetectors.
Therefore, the research team at the University of Bratislava will contribute to both research topics of our Unit. Regarding the development of algorithms for FPGA
embedded processors, they will develop the software algorithms studied, while for the development of the demonstrator ATCA, they will be responsible of the
developing of the whole drivers and software programs for testing cards.
Allegato 1 Lettera Intenti Univ. Bratislava
Allegato 2 Lettera Intenti INFN RM2
Allegato 3 Certificazione Costi INFN RM2
9 - Parole chiave
Testo italiano
FISICA DELLE PARTICELLE
FISICA DEL SAPORE
TRIGGER E SISTEMA DI ACQUISIZIONE
Testo inglese
PARTICLES PHYSICS
FLAVOUR PHYSICS
TRIGGER AND DATA ACQUISITION
10 - Stato dell'arte
Testo italiano
Lo studio dei decadimenti rari dei mesoni K (come ad es K+ -> pi+ nu nubar, KL -> pi0 nu nubar, KL -> pi0 l+ l-) e' un settore di ricerca attualmente molto attivo.
Per sua stessa natura, questo genere di ricerca necessita di fasci molto intensi e quindi di rivelatori e di opportuni sistemi di elaborazione dati che permettano di
selezionare i pochi eventi interessanti dal resto dei decadimenti.
L'esperimento NA62 [1], attualmente in fase di installazione all'SPS del CERN, propone di effettuare una misura del Branching Ratio del decadimento ultra raro K+
-> pi+ nu nubar collezionando O(100) eventi con un fondo non superiore al 10% in due anni di presa dati.
Allo scopo di selezionare i pochi eventi di segnale dai restanti eventi di fondo e' stato disegnato per tale esperimento un sofisticato sistema di trigger ed acquisizione
dati [2,3].
Il trigger dell'esperimento NA62 è suddiviso in tre livelli: uno hardware, il Livello 0 (L0) basato su informazioni veloci raccolte nell'elettronica di front-end dei
rivelatori e due software, il Livello 1 (L1), dove per ogni sottorivelatore viene generata una primitiva di trigger indipendente e il Livello 2 (L2), dove le informazioni
di tutti i rivelatori sono disponibili e dove quindi si possono sviluppare algoritmi di trigger complessi del tutto simili alla selezione che verrà applicata offline
nell'analisi finale dei dati.
Per quasi tutti i rivelatori che partecipano alla decisione di L0, gli algoritmi di trigger sono sviluppati nelle stesse schede (TEL62) che gestiscono il flusso e
l'acquisizione dei dati provenienti dall'elettronica che converte i segnali da analogici in digitali. Tutta l'elettronica di front-end di NA62 è sincronizzata tramite un
unico clock a 40 MHz centralizzato e distribuito via fibre ottiche da un sistema TTC (Timing, Trigger and Control) appositamente sviluppato per gli esperimenti di
LHC.
Il processore di L0, implementato in una apposita scheda dotata di FPGA e sviluppata per la ricezione e il processamento delle primitive di trigger, invia tramite il
sistema TTC un segnale sincrono a tutte le schede di front-end per attivare l'aquisizione dell'evento e il trasferimento dei dati ai PC di L1. La latenza massima per la
decisione di L0 è di 1 ms, riducendo il rate di eventi candidati alla selezione a circa 1 MHz.
I dati di tutti i rivelatori coinvolti sono inviati ai PC di L1 tramite cavi ethernet a 1 Gb/s. Ogni rivelatore avrà dei PC dedicati nella farm di L1 che verificheranno la
qualità dei dati e applicheranno criteri di selezione basati sulle informazioni del singolo rivelatore. Il processore di L1 deciderà se trasmettere le informazioni relative
all'evento alla farm di L2, basandosi sulle primitive costruite nei PC di L1.
La farm di L2 per ogni evento avrà a disposizione in un unico PC i dati provenienti da tutti i rivelatori e potrà applicare criteri di selezione complessi, correlando
informazioni provenienti da diversi rivelatori eseguendo una ricostruzione completa dell'evento. Il L2 avrà a disposizione il tempo fra due spill consecutivi per
processare tutti i dati in arrivo dal L1.
All'intensità nominale del fascio di NA62, il rate di eventi sui rivelatori principali è dell'ordine dei 10 MHz. Il primo livello di trigger applicherà una riduzione di
almeno un fattore 10, per selezionare gli eventi di interesse. Un ulteriore fattore 10 verrà applicato al livello 1 di trigger, così come al livello 2, in modo da ottenere un
rate finale dell'ordine delle decine di kHz.
Testo inglese
The study of rare Kaon decays (such as K+ -> pi+ nu nubar, KL -> pi0 nu nubar, KL -> pi0 l+ l-) is, at the moment, a very active research area.
By its very nature, this kind of research requires very intense beams and suitable detectors as well as data processing systems able to allow you to select a few
interesting events from the rest of the decays.
The NA62 experiment[1], currently being installed at CERN SPS, aims at measuring the Branching Ratio of the very rare kaon decay K+ -> pi+ nu nubar collecting
O(100) events with a 10% background in two years of data taking.
In order to estract few interesting signal events from a huge background a complex trigger and data acquisition system has been designed for this experiment[2,3].
The trigger of the NA62 experiment is divided into three levels, an hardware level (L0), which is based on fast information collected on the front-end electronics of
the sub-detectors, and two software levels; Level 1 (L1), where for each sub-detector a trigger primitive is generated independently, and Level 2 (L2), where
information from all sub-detectors are available and where high level algorithms (similar to the offline reconstruction) will be applied to select the interesting data.
For almost all the sub-detectors involved in the L0 trigger, specific algorithms will be developed in the same custom cards (TEL62) that will manage the flow and the
acquisition of the data coming from the analog-to-digital converter electronics. All the front-end electronics of the NA62 experiment is synchronized by a common 40
MHz coherent clock, generated centrally by a single free-running high-stability oscillator and distributed optically to all systems through the Timing, Trigger and
Control (TTC) system designed and used for LHC experiments.
The L0 processors implemented in a custom board equipped with FPGA, will receive and process the trigger primitives, sends via the TTC system a synchronous
signal to all front-end boards in order to start the event acquisition and the data transfer to the L1 PCs. The maximum L0 latency is 1 ms, reducing the event rate to
about 1 MHz.
The data from all sub-detectors are sent via Gigabit Ethernet to the L1 PCs. Each sub-detector will have a dedicated PC in the L1 farm which will verify the data
quality and will apply selection criteria based only on the information of the specific sub-detector. The L1 processor (that will collect L1 primitives from all the PCs of
the L1 farms) will decide whether to transmit the event information to the L2 farm.
At this stage for each event all the data from all the detectors will be available in a single L2 PC, having the possibility to apply complex selection criteria by
correlating information from different sub-detectors and applying a complete event reconstruction. The L2 stage can use all the time between two consecutive spills to
process the data incoming from the L1.
At the nominal intensity of the NA62 beam, the rate of events on the detector is of the order of 10 MHz. The first trigger level (L0) will provide a reduction of at least
a factor 10. A further factor 10 will be applied from the L1, as well as from L2, obtaining a final rate of the order of few tens of kHz.
11 - Riferimenti bibliografici
[1] The NA62 Collaboration, SALAMON A., et al. (2010). NA62 Technical Design Document, NA62 experiment technical design report
[2] Sozzi M. A concept for the NA62 trigger and data acquisition. Internal Note NA62-07-03
[3] Bonaiuto V, Fucci A, Paoluzzi G, SALAMON A., Salina G, Santovetti E, Sargeni F, Scarfi' F M (2012). Title: The NA62 Liquid Krypton Electromagnetic
Calorimeter Level 0 Trigger. In: Conference Record of 2011 IEEE Nuclear Science Symposium. Valencia, Spain, 23-29 October 2011
[4] http://www.altera.com
[5] Ammendola R, Biagioni A, Frezza O, Lo Cicero F, Lonardo A, Rossetti D, SALAMON A., Salina G, Simula F, Tosoratto L, Vicini P (2011). Natrium: Use of
FPGA embedded processors for real-time data compression . In: Proceedings of Topical Workshop on Electronics for Particle Physics 2011 (TWEPP-11). Vienna,
Austria, 26-30 September 2011, doi: 10.1088/1748-0221/6/12/C12036
[6] http://www.advancedtca.org
[7] http://www.picmg.org
[8] Catani L, Gabrielli E, Gatta M, Sabene M, SALAMON A., Salina G (2005). A general purpose reflective memory board for accelerator data acquisition and
control system applications. In: IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, vol. 2, p. 692-695
[9] Ammendola R, Guagnelli M, Mazza G, Palombi F, Petronzio R, Rossetti D, SALAMON A., Vicini P (2005). APENet: LQCD clusters a la APE. In: Nuclear
Physics B (Proc. Suppl.), vol. 140, p. 826-828
[10] SALAMON A., et al (2010). High-speed data transfer with FPGAs and QSFP+ modules. In: Proceedings of Topical Workshop on Electronics for Particle Physics
2010. AACHEN, GERMANY, 20-24 SEPTEMBER 2010,, doi: 10.1088/1748-0221/5/12/C12019
[11] Ammendola R, Biagioni A, Frezza O, Lo Cicero F, Lonardo A, Paolucci P S, Rossetti D, SALAMON A., Salina G, Simula F, Tosoratto L, Vicini P (2011).
APEnet+: high bandwidth 3D torus direct network for petaflops scale commodity clusters. In: Proceedings of the International Conference on Computing in High
Energy and Nuclear Physics (CHEP 2010). Taipei, Taiwan, 18-22 Ottobre 2010, doi: 10.1088/1742-6596/331/5/052029
12 - Descrizione dei compiti dell'Unità di Ricerca
Testo italiano
Lo studio dei decadimenti rari, richiede per sua stessa natura l'utilizzo di fasci ad elevata intensità, ponendo quindi forti vincoli ai rivelatori ed ai sistemi di trigger ed
acquisizione dati associati.
Lo studio dei decadimenti KL -> pi0 nu nubar e KL -> pi0 l+ l-, alla base della proposta KLEVER (KL Experiment to detect VEry Rare decays), richiederà quindi
l'utilizzo delle più recenti tecnologie elettroniche.
L'unità di ricerca dell'Università di Roma Tor Vergata si occuperà dello studio di nuove tecnologie elettroniche per il sistema di trigger ed acquisizione dati per
l'esperimento KLEVER.
Sono previste in particolare due linee di sviluppo. La prima linea di sviluppo riguarda l'utilizzo di processori embedded su FPGA, mentre la seconda riguarda lo studio
di nuovi bus ad alta banda passante ed alta connettività.
SVILUPPO DI ALGORITMI PER PROCESSORI EMBEDDED SU FPGA
Lo sviluppo di processori "embedded" per FPGA (ad esempio il processore Nios II per FPGA Altera [4]) ha conosciuto un notevole sviluppo negli ultimi anni grazie
ai progressi della microelettronica.
L'utilizzo di un sistema integrato con logica cablata e un microprocessore entrambi implementati su una singola FPGA presenta un notevole interesse in vari problemi.
In particolare questo tipo di architettura è particolarmente vantaggiosa nei casi in cui è possibile dividere un determinato algoritmo in una parte "più semplice" da
eseguire su logica cablata ed una parte "più complessa" da eseguire sul processore "embedded".
Di particolare interesse sono gli algoritmi di compressione dati [5], ricostruzione dei cluster elettromagnetici nei calorimetri, monitoring e calibrazione on-line di
rivelatori.
Questa parte del programma di ricerca verrà svolta in collaborazione con l'Università di Bratislava che si occuperà della programmazione software del processore
embedded.
STUDIO DI NUOVI BUS AD ALTA BANDA PASSANTE
L'incremento di intensità dei fasci nei futuri esperimenti e la conseguente necessità di eseguire algoritmi di trigger e readout su rivelatori con una occupazione sempre
maggiore pongono nuove richieste ai sistemi di trasmissione dati.
Allo scopo di fronteggiare tali richieste l'unità propone di sviluppare un dimostratore di sistema di acquisizione e trasmissione dati basato su bus ATCA (Advanced
Telecommunications Computing Architecture).
Il bus ATCA definisce una serie di standard elettrici e meccanici sviluppati avendo come principale destinatario l'industria delle telecomunicazioni [6,7].
Le caratteristiche di alta banda passante ed alta interconnettività rendono questo standard molto interessante per applicazioni di trigger ed acquisizione dati per la
fisica delle alte energie.
Lo standard ATCA definisce schede (blade) di grandi dimensioni (280 mm x 322 mm) che, inserite negli appositi crate (shelf), sono collegate tra di loro da un
backplane ad alta interconnettività.
Sul backplane sono disponibili tre connettori, uno (Zone-1) per la distribuzione della potenza e il controllo di shelf e blade, uno (Zone-2) è usato per le connessioni ad
alta banda passante tra le varie blade e tra le blade e l'esterno, uno (Zone-3) per segnali definiti dall'utente e per l'inserimento sul retro dello shelf di schede (Rear
Transition Module).
La connessione tra le varie blade in uno shelf è al momento attuale garantita da switch a 10 Gbps. Sono inoltre allo studio estensioni con switch a 40 Gbps.
Tutte queste caratteristiche rendono lo standard ATCA estremamente interessante per i futuri esperimenti. Molti gruppi sperimentali (tra i quali anche gruppi di
esperimenti al LHC del CERN) stanno già sviluppando i primi prototipi di schede ATCA.
Allo scopo di acquisire la necessaria esperienza sul bus ATCA proponiamo di sviluppare un semplice dimostratore basato su due blade con a bordo una FPGA di
ultima generazione con serializzatori integrati.
Questo semplice dimostratore ci permetterà di acquisire le necessarie competenze sia sugli aspetti "di sistema" quali il protocollo e il software di controllo che di
caratterizzare il bus e i serializzatori a bordo delle FPGA.
I link seriali verranno studiati e caratterizzati con particolare riferimento alla latenza, il jitter, il bit error rate e tutti gli altri parametri di funzionamento.
Altro argomento di interesse è lo studio della distribuzione di un unico clock di sincronizzazione tra le varie schede all'interno di uno stesso shelf ATCA e la
trasmissione a latenza fissa tra le due blade.
Il dimostratore prodotto verrà anche usato per validare gli algoritmi per processori embedded su FPGA sviluppati nel punto precedente.
Tutti questi studi verranno affrontati usando competenze e strumentazione (tra cui un oscilloscopio a campionamento con riflettometro, modulo clock data recovery,
generatori di clock a basso jitter) acquisite nei programmi di ricerca e sviluppo svolti negli anni passati da vari membri del gruppo [8-11].
Tutto lo sviluppo software verrà fatto in collaborazione con il gruppo di ricerca dell'Università di Bratislava che è attualmente responsabile dello sviluppo software ed
hardware del sistema di distribuzione del timing e del trigger dell'esperimento NA62 all'SPS del CERN.
WORKPLAN SINTETICO UNITV
1) Studio e sviluppo algoritmi per processori embedded - mesi da 0 a 27
2) Sviluppo dimostratore ATCA (dallo studio del bus fino al test e qualifica del dimostratore) - mesi da 0 a 27
3) Test algoritmi per processori embedded su dimostratore ATCA (mesi da 27 a 36)
Lo sviluppo temporale e le relazioni temporali tra le varie fasi delle due linee di ricerca sono riassunte nel diagramma di Gantt seguente.
RISULTATI ATTESI
1) Produzione di un dimostratore funzionante su bus ATCA - mese 27
2) Caratterizzazione e misure di prestazioni di processori embedded integrato su dimostratore ATCA - mese 36
Testo inglese
The study of rare decays requires the use of high-intensity beams. As a consequence, the design of the detectors as well as the trigger and the associated data
acquisition systems has to meet very strong constraints. The study of the decay KL -> pi0 nu Nubar and KL -> pi0 l + l-, for the proposal KLEVER (KL Experiment
to Detect Very Rare decays), then requires the use of the latest electronic technology. On this purpose, the research unit of the University of Rome Tor Vergata
(UNITV) will focus on the study of new electronic technologies for data acquisition and trigger system for the experiment KLEVER.
In particular, the proposed research activity will be focused on two main topics. The first of them will be the use of embedded processors on FPGA for algorithms
development, while the second one will concerns the study of new buses with high bandwidth and high connectivity.
DEVELOPMENT OF ALGORITHMS FOR EMBEDDED PROCESSORS ON FPGA
The development of embedded processors for FPGAs (such as the Nios II processor for FPGA Altera [4]) has increased significantly in recent years thanks to the
improvements in microelectronics. The use of an integrated system with wired logic together with a microprocessor both implemented on a single FPGA presents a
high interest in the solution of several problems. In particular, this kind of architecture results particularly suitable when it is possible to split a given algorithm in a
"simple" section to be implemented on the hard-wired logic and other "more complex" section that can be executed on the embedded processor.
Among the others, these systems could be used for the data compression algorithms [5], reconstruction of electromagnetic clusters in the calorimeters, monitoring and
on-line calibration of detectors.
This part of the research program will be developed in cooperation with the University of Bratislava, which will deal with the software programming of embedded
processor.
NEW HIGH BANDWIDTH BUS SYSTEMS
In the future experiments, to the increasing of the intensity of the beams will follow the requirement to perform algorithms of the trigger as well as the readout of
detectors with an even wider occupancy. Therefore, this will require more resources and better performances from the hardware system and expecially for the data
transmission system.
In order to develop a system able to find a suitable solution for these requirements, UNITV will study and design a new system for data acquisition and transmission
based on the ATCA (Advanced Telecommunications Computing Architecture) bus [6,7]. The ATCA bus specifications consists of a list of electrical and mechanical
standards initially designed for the telecommunications industry. At the moment, due to the high bandwidth as well as the high interconnectivity standards ATCA
seems to be really appealing in the applications of the trigger and data acquisition for high energy physics.
In particular, the standard ATCA provides wide boards (blades) (sized 280mm x 322mm) which, inserted in an appropriate crate (shelf), are connected together by a
backplane at high interconnectivity.
The backplane presents three different connectors, the first one (zone-1) for power distribution and control of both shelf and blade. The second one (Zone-2) is used
for high bandwidth connections among the different blades as well as among the blades and the external circuits. The last one (Zone-3) has been designed for the
signals defined by the user and for the insertion on the back of the shelf of cards (Rear Transition Module).
The connection among the blades in a shelf is currently guaranteed by switches up to 10 Gbps. At moment are being studied extensions with switches up to 40 Gbps.
These features make the standard ATCA extremely suitable for future experiments. Many experimental groups (among the others some groups involved in the LHC
experiments at CERN) are already developing the first prototypes of ATCA boards.
In order to gain the necessary skills on the bus ATCA, the UNITV proposes to develop a simple demonstrator based on two blades only. The developed blades will
present onboard high performance FPGA modules that will implement the serializers circuits.
This simple demonstrator will enable us to acquire the skills on the system as well as the protocols and control software. Moreover, it will allow to characterize the
bus itself and the serializers implemented on the FPGAs.
The serial links will be studied and characterized with particular reference to the latency, jitter, the BER (Bit Error Rate) and the other operating parameters.
Another topic of interest is the study of the distribution of a single synchronization clock among the several boards within the same ATCA shelf and the transmission
fixed latency between two blades.
Moreover, the demonstrator will be also used to test the algorithms for embedded processors on FPGA described in the above topic.
All these studies will be addressed using skills and equipment (including a sampling oscilloscope with a reflectometer, module clock data recovery, low jitter clock
generators) acquired in previous research project by various members of the group [8-11].
The whole software development will be carried out in cooperation with the team from the University of Bratislava. Indeed, they are, at moment, responsible research
group for the developing of the software and the hardware related to the timing and trigger distribution system of the NA62 experiment at CERN SPS.
SHORT WORKPLAN UNITV
1) Study and development of algorithms for embedded processors - months 0 to 27
2) Development and design of the ATCA demonstrator (starting form the study of the bus until the carrying out the tests and characterization of the demonstrator ) months 0 to 27
3) Test of the algorithms per for embedded processors on the ATCA demonstrator (months 27 to 36)
The development time and temporal relations between the various phases of the two research topics are summarized in the following Gantt chart.
EXPECTED RESULTS
1) Design and manufacturing of the ATCA demonstrator - month 27
2) Characterization and measurements on the performances of embedded processors assembled on the ATCA demonstrator - month 36
13 - Descrizione delle attrezzature già disponibili ed utilizzabili per la ricerca proposta
Testo italiano
nº anno di acquisizione
2008
1.
Descrizione
Oscilloscopio a campionamento Lecroy Wave Espert SDA 100G dalle seguenti caratteristiche:
° 100 GHz bandwidth
° 10 MS/s acquisition rate
° 512 Mpts waveform memory
° < 600 fs rms timebase jitter
° Jitter and eye pattern measurement software
° Real-time oscilloscope interface including a full set of math functions and parameters
° < 20 ps TDR rise time
Lo strumento è stato integrato con due teste di campionamento fino a 20 GHz (Lecroy ST-20) e con un modulo di
Clock Data Recovery Centellax TR1C1-A (13 GHz)
Testo inglese
nº anno di acquisizione
2008
1.
Descrizione
Oscilloscope Lecroy Wave Espert SDA 100G which presents the following features:
° 100 GHz bandwidth
° 10 MS/s acquisition rate
° 512 Mpts waveform memory
° < 600 fs rms timebase jitter
° Jitter and eye pattern measurement software
° Real-time oscilloscope interface including a full set of math functions and parameters
° < 20 ps TDR rise time
Moreover, the instruments has been integrated with two 20GHz Electrical Sampling Heads with TDR (Lecroy
ST-20) and one module for Clock Data Recovery Centellax TR1C1-A (13 GHz)
14 - Elenco dei partecipanti all'Unità di Ricerca
14.1 Personale dipendente dall'Ateneo/Ente cui afferisce l'Unità di ricerca
14.1.a - Docenti / ricercatori / tecnologi
nº Cognome
1.
SARGENI
Nome
Qualifica
Fausto
costo
annuo
lordo
(a)
89.521
mesi/persona
costo
previsti (b) attribuito
al
progetto
((a/12)*b)
3,88
28.945
2.
BONAIUTO
Vincenzo
TOTALE
0
18
0
89.521
21,88
28.945
14.1.b - Altro personale tecnico
nº Cognome
Nome
Qualifica
costo
annuo
lordo
(a)
TOTALE
0
mesi/persona
costo
al
progetto
((a/12)*b)
0
0
14.2 Personale dipendente da altri Atenei/Enti
14.2.a - Docenti / ricercatori / tecnologi
nº Cognome
Nome
Università/Ente
Qualifica
costo
annuo
lordo
(a)
mesi/persona
costo
al
progetto
((a/12)*b)
1.
SALINA
Gaetano
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Primo ricercatore
86.382
1,2
8.638
2.
SALAMON
Andrea
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Ricercatore
55.306
4,8
22.122
141.688
6
30.760
costo
annuo
lordo
(a)
mesi/persona
costo
al
progetto
((a/12)*b)
TOTALE
14.2.b - Altro personale tecnico
nº Cognome
Nome
Università/Ente
Qualifica
TOTALE
0
0
0
14.3 Personale non dipendente già presente presso l'Ateneo/Ente cui afferisce l'Unità di Ricerca alla data
di presentazione del progetto (da inserire a costo zero):
nº Cognome
1.
FEDERICI
Nome
Università/Ente
Tipologia
Luca
Università degli Studi di ROMA "Tor Vergata"
Dottorando
costo
annuo
lordo
(a)
TOTALE
mesi/persona
costo
al
progetto
((a/12)*b)
0
32
0
0
32
0
14.4 - Personale dipendente e non dipendente da destinare a questo specifico Progetto:
nº
Tipologia
di
contratto
1.
Assegnisti
TOTALE
costo
annuo
lordo (a)
mesi/persona
previsti (b)
costo attribuito al
progetto
((a/12)*b)
30.474
24,00
60.948
30.474,000
24,00
60.948
Note
Assegno di
Ricerca di 3a
fascia
14.5 Personale di Enti/Istituzioni straniere
nº
Cognome
Nome
Qualifica
Dipartimento/Istituto
(Università/Ente)
15 - Mesi persona complessivi dedicati al Progetto
Mesi/Persona
15.1 Personale dipendente dall'Ateneo/Ente cui afferisce l'Unità di ricerca
15.2 Personale dipendente da altri Atenei/Enti
15.3 Personale non dipendente già presente presso l'Ateneo/Ente cui afferisce l'Unità di ricerca alla
data di presentazione del progetto (da inserire a costo zero)
15.4 Personale dipendente o non dipendente da destinare a questo specifico Progetto
a) docenti /
ricercatori / tecnologi
b) altro personale
tecnico
a) docenti /
ricercatori / tecnologi
b) altro personale
tecnico
a) assegnisti
b) dottorandi
c) professori a
contratto
d) co.co.co (solo per
EPR)
a) assegnisti
b) ricercatori a
tempo determinato
c) dottorandi
d) co.co.co.
TOTALE
21,88
0
6
0
0
32
0
0
24
0
0
0
83,88
16 - Costo complessivo dell'Unità di Ricerca
Voce di spesa
A - Spese di personale (cofinanziamento ateneo/ente; punti
14.1 (A.1) - 14.2 (A.2); non superiore al 30% del costo del
progetto)
A - Spese di personale non dipendente da destinare a questo
specifico progetto - punto 14.4 (A.4)
B - Spese generali (quota forfettaria pari al 60% del costo
totale del personale, spesa A)
C - Attrezzature, strumentazioni e prodotti software
D - Servizi di consulenza e simili
E - Altri costi di esercizio
Spesa
in
Euro
Descrizione dettagliata
(in italiano)
Descrizione dettagliata
(in inglese)
59.705 1 Professore Associato, 1 Primo
Ricercatore INFN e 1 Ricercatore
INFN
1 Associate Professor , 1 First
Researcher INFN e 1 Researcher
INFN
60.948 Un assegno di ricerca biennale di 3a
fascia
1 two-year research grant (3rd
level)
72.392
Spese generali (quota forfettaria pari al 60% del costo totale del
personale, spesa A)
0
0
6.000 Partecipazione a Convegni
Internazionali e missioni estere al
CERN. 2000€/anno
199.045
International Conferences and
travel expenses to CERN.
2000€/year
Costo Complessivo dell'Unità di Ricerca
Finanziamento MIUR 139.332
Costo a carico Ateneo / Ente 59.713
N.B. - I costi relativi al personale dipendente già operante presso gli atenei e gli enti di ricerca alla data di scadenza del presente
bando non possono superare il 30% del costo del progetto.
“I dati contenuti nella domanda di finanziamento sono trattati esclusivamente per lo svolgimento delle funzioni istituzionali del
MIUR. Incaricato del trattamento è il CINECA- Dipartimento Servizi per il MIUR. La consultazione è altresì riservata agli atenei e
agli enti di ricerca (ciascuno per le parti di propria competenza), al MIUR - D.G. per il Coordinamento e lo Sviluppo della Ricerca Ufficio V, al CNGR e ai CdS. Il MIUR potrà anche procedere alla diffusione dei principali dati economici e scientifici relativi ai
progetti finanziati.”
Firma _____________________________________
Data
(dal sistema alla chiusura della domanda)
Curricula scientifici dei componenti il gruppo di ricerca
Testo italiano
1.
BONAIUTO Vincenzo
Curriculum:
Il Prof. Vincenzo Bonaiuto si è laureato in Ingegneria Elettronica presso l'Università di Roma “La Sapienza” nel 1992.
Nel 1993 ha conseguito il Diploma di Specializzazione in Telecomunicazioni presso la Scuola Superiore di Specializzazione in Telecomunicazioni di Roma e,
nel 1997, il Dottorato di Ricerca in Telecomunicazioni e Microelettronica presso l'Università di Roma “Tor Vergata”.
Dal Novembre del 1996 al febbraio 2002 è stato Ricercatore di Ruolo presso l'Università di Roma “Tor Vergata” e, dal marzo 2002, ha preso servizio come
Professore Associato per il settore scientifico-disciplinare ING-IND/31 (Elettrotecnica).
E' titolare del Corso di Elettrotecnica per i corsi di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni, Informatica ed Energetica
I suoi principali interessi di ricerca riguardano la progettazione VLSI di circuiti VLSI digitali ed analogici con particolare attenzione ai circuiti non lineari e
alle reti neurali artificiali. E' coautore di numerosi articoli su rivista internazionale e contributi a congresso ed è stato revisore di articoli per congressi e riviste
internazionali.
Ha partecipato, all'interno dell'Unità di Ricerca di Roma Tor Vergata, a diversi progetti PRIN contribuendo alla realizzazione dei diversi dimostratori.
Ha progettato alcuni circuiti integrati VLSI e di numerose schede elettroniche sia analogiche che digitali seguendone la realizzazione e la successiva fase di
test.
E' coinvolto nell'esperimento CERN NA62 ed sta collaborando al progetto dell'elettronica della sezione di Trigger e Data Acquisition System.
Pubblicazioni:
BONAIUTO V., Fucci A., Paoluzzi G., Salamon A., Salina G., Santovetti E., Sargeni F., et al. (2010). NA62 Technical Design Document.
BONAIUTO V., A. Fucci, G. Paoluzzi, A. Salamon, G. Salina, E. Santovetti, F. Sargeni, F. M. Scarfì (2011). The NA62 Liquid Krypton Electromagnetic
Calorimeter Level 0 Trigger. In: Proceedings 13th ICATPP Conference on Astroparticle. Como, 3-7 ottobre 2011
BONAIUTO V., Fucci A., Paoluzzi G., Salamon A., Salina G., Santovetti E., Sargeni F., Scarfì F. M. (2011). The NA62 Liquid Krypton Electromagnetic
Calorimeter Level 0 Trigger. In: Proceedings IEEE Nuclear Science Symposium 2011 . Valencia, Spain, Oct. 23-29, 2011
BONAIUTO V., SARGENI F (2010). Multi-Chip Architecture for IF Neural Network. In: Proceedings of 53rd IEEE International Midwest Symposium on
Circuits and Systems (MWSCAS 2010). Seattle (WA) - USA, August 1st-4th, 2010IEEE, p. 1-4, ISBN/ISSN: 978-1-4244-6679-5, doi:
10.1109/MWSCAS.2010.5548649
BONAIUTO V., SARGENI F (2010). Multi-chip Integrate and Fire Neural Network Architecture. In: Proceedings of the 15th IEEE Mediterranean
Electrotechnical Conference (MELECON 2010). Malta, 25-28 Aprile 2010, p. 630-634, ISBN/ISSN: 978-1-4244-5794-6
F. SARGENI, BONAIUTO V. (2005). Programmable CNN Analogue Chip for RD-PDE Multi-Method Simulations. ANALOG INTEGRATED CIRCUITS
F. SARGENI, BONAIUTO V. (2005). Digitally programmable nonlinear function generator for neural networks. ELECTRONICS LETTERS, vol. 41; p.
143-145, ISSN: 0013-5194
BONAIUTO V., SARGENI F (2010). VLSI circuits for multiplexed Star CNNs. In: Proc. of 2010 12th International Workshop on Cellular Nanoscale
Networks and Their Applications (CNNA). Berkeley, CA USA, 3-5 Feb. 2010, vol. 1, p. 1-4, ISBN/ISSN: 978-1-4244-6679-5, doi:
10.1109/CNNA.2010.5430272
BONAIUTO V. (2009). Programmable non-linearity for STAR cellular neural networks. In: Proceedings of the European Conference on Circuit Theory and
Design, ECCTD 2009. Antalya - Turkey, 23-27 Aug. 2009, p. 547-550, ISBN/ISSN: 978-1-4244-3896-9, doi: 10.1109/ECCTD.2009.5275039
BONAIUTO V., SARGENI F (2009). An Interconnection Architecture for Integrate and Fire Neuromorphic Multi-Chip Networks. In: Proceedings IEEE
MWSCAS 2009. Cancun (MEX), Agosto 2009
BONAIUTO V., SARGENI F (2009). Programmable Non-Linearity for Neural Networks Applications. In: Proceedings IEEE MWSCAS 2009. Cancun
(MEX), Agosto 2009
2.
FEDERICI Luca
Curriculum:
Il Dott. Luca Federici ha conseguito presso l'Università di Roma "La Sapienza" la laurea specialistica in Fisica con curriculum elettronico nel 2011 con la tesi
dal titolo "Dinamica stocastica di decisione in una rete di neuroni distribuita su chip VLSI".
Durante il corso di studi ha frequentato i corsi di Fisica Nucleare e Subnucleare I e II per i quali ha svolto una relazione riguardante la violazione CP nei
mesoni K neutri.
Durante lo svolgimento della tesi e nel procedere del corso di studi ha affrontato argomenti di elettronica analogica e digitale sia dal punto di vista teorico che
pratico con esperienza di laboratorio (programmazione di firmware per microcontrollore, programmazione di FPGA tramite VHDL, test hardware su sistema
complesso). Ha inoltre affrontato la programmazione di basso e alto livello, procedurale ed a oggetti (Assembly, C, Python, Java).
Da novembre 2011 è impegnato a svolgere il dottorato in "Ingegneria dei sistemi sensoriali e di apprendimento" presso la facoltà di Ingegneria dell'università
degli studi di Roma "Tor Vergata".
pubblicazioni non disponibili
3.
SALAMON Andrea
Curriculum:
Nato a Roma il 16 aprile 1970.
Luglio 1989: Maturita' Classica, 54/60.
Luglio 1997: Laurea in Fisica - Universita' degli Studi di Roma La Sapienza - Sviluppo VLSI di una rete neuronale con neuroni impulsati - 110/110 e lode.
Gennaio 2001: Dottorato di Ricerca in Fisica - Universita' degli Studi di Roma La Sapienza - The first level muon trigger in the barrel of the ATLAS
experiment at the Large Hadron Collider at CERN.
Maggio 2001: Tecnologo a tempo indeterminato - INFN Sezione Roma Tor Vergata.
Dicembre 2010: Ricercatore a tempo indeterminato - INFN Sezione Roma Tor Vergata.
Attivita' didattica
AA 98-99 - 30 ore di esercitazioni per il corso di Esperimentazione Fisica I - Universita' degli Studi di Roma La Sapienza.
AA 02-03, AA 03-04, AA 04-05 e AA 05-06 - Assistente presso vari corsi di laboratorio di fisica del terzo anno e componente delle commissioni d'esame Universita' degli Studi di Roma Tor Vergata.
AA 06-07, AA 08-09 - Corso di Cibernetica Applicata - Laurea Specialistica in Fisica - Universita' degli Studi di Roma Tor Vergata.
AA 09-10, AA 10-11, AA 11-12 - Corso di Elettronica Digitale - Laurea Specialistica e Magistrale in Fisica - Universita' degli Studi di Roma Tor Vergata.
Relatore di quattro Tesi di Laurea in Fisica.
Pubblicazioni su rivista e presentazioni a conferenze
Ho pubblicato circa 100 articoli su riviste internazionali e presentato i risultati delle mie ricerche a varie conferenze internazionali. Il mio h-index (inspire, 4
marzo 2012) e' 26.
Breve sommario dell'attivita' scientifica
Attivita' concluse
Studio di reti neuronali ad attrattori con apprendimento non supervisionato stocastico (dal 1996 al 2000).
Durante la mia tesi mi sono occupato della realizzazione e test di neuroni, sinapsi e di una rete completa su circuiti integrati. Tutti i circuiti prodotti sono stati
realizzati in tecnologia VLSI CMOS analogica full-custom 1.2 u. Allo scopo di ridurre il consumo delle reti neuronali realizzate molti circuiti dei circuiti
prodotti sono stati realizzati usando i MOS nella regione sotto soglia della caratteristica, zona in cui la conduzione avviene per diffusione e
non per deriva.
Esperimento AGILE per lo studio dei Gamma Ray Bursts nella banda di energia 30 MeV - 50 GeV (nel 2000).
Nell'ambito del progetto AGILE mi sono occupato dello sviluppo dell'architettura del sistema di Data Handling partecipando alla definizione dei requisiti e dei
parametri dei sistemi di trigger e di readout dell'esperimento.
Esperimento LHCb (dal 2007 al 2010). L'esperimento LHCb al Large Hadron Collider del CERN e' uno spettrometro in avanti dedicato allo studio della fisica
del b, della violazione di CP e dei decadimenti rari. Per il readout dei vari rivelatori dell'esperimento e' stata sviluppata una scheda di acquisizione "general
purpose" (TELL1) programmabile a seconda delle necessita' dei vari sottorivelatori. Dall'inizio del 2007 al 2010 sono stato responsabile dello sviluppo
del firmware per il readout del rivelatore di muoni.
Attivita' in corso
Esperimento ATLAS per la ricerca del bosone di Higgs e di nuova fisica oltre il Modello Standard ad LHC (dal 1998).
Nell'ambito dell'esperimento ATLAS ho lavorato sia alle camere di trigger RPC che al trigger di primo livello dei muoni nel barrel.
Per quanto riguarda le camere di trigger dello spettrometro muonico nel barrel mi sono occupato del test, installazione e commissioning di tutte le camere
BOL (Barrel Out Large) in collaborazione con i colleghi di Tor Vergata. Per quanto riguarda il trigger di primo livello mi sono occupato sia della simulazione
che dell'implementazione degli algoritmi di trigger nei settori logici dello spettrometro. Ho scritto sia il Montecarlo che il firmware per la programmazione
della logica di trigger e readout su FPGA. Da gennaio 2009 sono responsabile dell'elettronica di trigger off-detector (Sector Logic) del trigger di livello 1 dei
muoni nel barrel di ATLAS.
Calcolo parallelo e ricerche tecnologiche (dal 2001).
A partire dal 2001 partecipo al progetto APENet per la realizzazione di un calcolatore parallelo basato su PC commerciali dedicato alla QCD su reticolo.
Nell'ambito di questo progetto ho sviluppato i primi prototipi di schede di comunicazione PCI con link ad alta banda passante per il trasferimento dati tra nodi
di calcolo. Al momento attuale nella sezione INFN di Roma Tor Vergata e' in funzione un cluster di 128 PC.
In collaborazione con colleghi di vari gruppi mi sono inoltre occupato di ricerche tecnologiche nel campo della trasmissione ed elaborazione dati.
In collaborazione con i colleghi macchinisti ho sviluppato una scheda reflective memory per sistemi di controllo ed acquisizione dati con link di
comunicazione ottico ad alta velocita'.
Con i colleghi del gruppo APE ho sviluppato e caratterizzato una scheda con FPGA con serializzatori embedded e con link QSFP+ con una b
anda aggregata di 12 Gbps.
Sempre con i colleghi di APE ho studiato e sviluppato algoritmi per la compressione dati su FPGA e processori "embedded".
Esperimento NA62 per la misura del decadimento ultrararo K+ -> pi+ nu nubar all'SPS (dal 2006).
Ho progettato e proposto il sistema di trigger per la ricostruzione on-line dei cluster nel calorimetro a krypton liquido dell'esperimento. Il processore di trigger
da me proposto permette di identificare i cluster nel calorimetro e fornisce in uscita al processore di trigger centrale la lista dei cluster ricostruiti associando ad
ognuno il tempo, la posizione e l'energia. I principali parametri per la definizione del processore di trigger sono l'elevata frequenza di hit aspettati in ingresso
(30 MHz) e le elevate richieste di prestazioni del trigger, in particolare quella sulla risoluzione temporale (1.5 ns). Il processore proposto e' un sistema
parallelo a due stadi (front-end e concentratore) basato sulle schede TEL62 (evoluzionne delle schede TELL1 sviluppate per l'esperimento LHCb) e su
mezzanini dedicati. In totale il sistema sara' composto da 36 schede TEL62, 108 mezzanini e 215 logiche programmabili.
Partecipo inoltre alla produzione, montaggio e test di tutte le 100 TEL62 che verranno prodotte per l'esperimento.
Da maggio 2007 sono responsabile locale per l'INFN dell'esperimento NA62, da aprile 2008 sono membro della Steering Committe dell'esperimento e da
luglio 2008 sono responsabile del trigger di livello 0 del calorimetro a krypton liquido.
Pubblicazioni:
Bonaiuto V, Fucci A, Paoluzzi G, SALAMON A., Salina G, Santovetti E, Sargeni F, Scarfi' F M (2012). Title: The NA62 Liquid Krypton Electromagnetic
Ammendola R, Biagioni A, Frezza O, Lo Cicero F, Lonardo A, Paolucci P S, Rossetti D, SALAMON A., Salina G, Simula F, Tosoratto L, Vicini P (2011).
APEnet+: high bandwidth 3D torus direct network for petaflops scale commodity clusters. In: Proceedings of the International Conference on Computing in
High Energy and Nuclear Physics (CHEP 2010). Taipei, Taiwan, 18-22 Ottobre 2010, doi: 10.1088/1742-6596/331/5/052029
Ammendola R, Biagioni A, Frezza O, Lo Cicero F, Lonardo A, Rossetti D, SALAMON A., Salina G, Simula F, Tosoratto L, Vicini P (2011). Natrium: Use of
FPGA embedded processors for real-time data compression . In: Proceedings of Topical Workshop on Electronics for Particle Physics 2011 (TWEPP-11).
Vienna, Austria, 26-30 September 2011, doi: 10.1088/1748-0221/6/12/C12036
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Luminosity Determination in pp Collisions at sqrt(s)=7 TeV Using the ATLAS Detector at the LHC.
THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS, vol. 71, ISSN: 1434-6044
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Measurement of inclusive jet and dijet cross sections in proton-proton collisions at 7 TeV
centre-of-mass energy with the ATLAS detector. THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS, vol. 71, ISSN: 1434-6044
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Measurement of the top quark-pair production cross section with ATLAS in pp collisions at vs=7
TeV. THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS, vol. 71, ISSN: 1434-6044
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Search for New Physics in Dijet Mass and Angular Distributions in pp Collisions at vs=7 TeV
Measured with the ATLAS Detector. NEW JOURNAL OF PHYSICS, vol. 13, ISSN: 1367-2630
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Search for squarks and gluinos using final states with jets and missing transverse momentum with
the ATLAS detector in sqrt(s) = 7 TeV proton-proton collisions. PHYSICS LETTERS. SECTION B, vol. 701; p. 186-203, ISSN: 0370-2693
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Search for supersymmetry in pp collisions at sqrt{s} = 7TeV in final states with missing transverse
momentum and b-jets. PHYSICS LETTERS. SECTION B, vol. 701; p. 398-416, ISSN: 0370-2693
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Search for supersymmetry using final states with one lepton, jets, and missing transverse momentum
with the ATLAS detector in sqrt{s} = 7 TeV pp. PHYSICAL REVIEW LETTERS, vol. 106, ISSN: 0031-9007
The NA62 Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Test of Lepton Flavour Universality in K+ -> l+ nu Decays. PHYSICS LETTERS. SECTION B, vol.
698; p. 105-114, ISSN: 0370-2693
SALAMON A. (2010). Readout of the LHCb muon system with the TELL1 board. In: Proceedings of 11th ICATPP Conference on Astroparticle, Particle,
Space Physics, Detectors and Medical Physics Applications. Villa Olmo, Como, 5-9 Oct 2009
SALAMON A., et al (2010). High-speed data transfer with FPGAs and QSFP+ modules. In: Proceedings of Topical Workshop on Electronics for Particle
Physics 2010. AACHEN, GERMANY, 20-24 SEPTEMBER 2010,, doi: 10.1088/1748-0221/5/12/C12019
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2010). Charged-particle multiplicities in pp interactions at sqrt(s) = 900 GeV measured with the ATLAS
detector at the LHC. PHYSICS LETTERS. SECTION B, vol. 688; p. 21-42, ISSN: 0370-2693
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2010). Measurement of the W -> lnu and Z/gamma* -> ll production cross sections in proton-proton
collisions at sqrt(s) = 7 TeV with the ATLAS detector. JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, vol. 1012, ISSN: 1029-8479
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2010). Observation of a Centrality-Dependent Dijet Asymmetry in Lead-Lead Collisions at sqrt(S(NN))=
2.76 TeV with the ATLAS Detector at the LHC. PHYSICAL REVIEW LETTERS, vol. 105, ISSN: 0031-9007
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2010). The ATLAS Simulation Infrastructure. THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C,
PARTICLES AND FIELDS, vol. 70; p. 823-874, ISSN: 1434-6044
The NA62 Collaboration, SALAMON A., et al. (2010). NA62 Technical Design Document, NA62 experiment technical design report
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2008). The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider. JOURNAL OF
INSTRUMENTATION, vol. 3 S08003, ISSN: 1748-0221
SALAMON A., et al. (2006). The ATLAS RPC Test Stand at INFN Roma Tor Vergata. In: IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, vol. 2, p.
1056-1059
SALAMON A., et al. (2006). The Muon Spectrometer Barrel Level-1 Trigger of the ATLAS Experiment at LHC. IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR
SCIENCE, vol. 53 Issue: 4; p. 2446-2451, ISSN: 0018-9499
SALAMON A., et al. (2006). The RPC first level muon trigger in the barrel of the ATLAS experiment. In: Nuclear Physics B (Proc. Suppl.), vol. 158, p.
11-15
Ammendola R, Guagnelli M, Mazza G, Palombi F, Petronzio R, Rossetti D, SALAMON A., Vicini P (2005). APENet: LQCD clusters a la APE. In: Nuclear
Ammendola R, Petronzio R, Rossetti D, SALAMON A., Tantalo N, Vicini P (2005). Status of the APENet project. In: PoS (LAT2005) 100
Catani L, Gabrielli E, Gatta M, Sabene M, SALAMON A., Salina G (2005). A general purpose reflective memory board for accelerator data acquisition and
SALAMON A., et al. (2004). The RPC LVL1 trigger system of the muon spectrometer of the ATLAS experiment at LHC. IEEE TRANSACTIONS ON
NUCLEAR SCIENCE, vol. 51, Issue: 4; p. 1581-1589, ISSN: 0018-9499
Bocci V, Petrolo E, SALAMON A., Vari R, Veneziano S (2003). The coincidence matrix ASIC of the level-1 muon barrel trigger of the ATLAS experiment.
IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE, vol. 50 , Issue: 4; p. 1078-1085, ISSN: 0018-9499
Bocci V, Di Mattia A, Petrolo E, SALAMON A., Vari R, Veneziano S (2001). The Sector Logic demonstrator of the Level-1 Muon Barrel Trigger of the
ATLAS Experiment. In: Proceedings of the 7th Workshop on Electronics for LHC Experiments
Fusi S, Annunziato M, Badoni D, SALAMON A., Amit D J (2000). Spike-driven synaptic plasticity: theory, simulation, VLSI implementation. NEURAL
COMPUTATION, vol. 12; p. 2227-2258, ISSN: 0899-7667
Morselli A, Argan A, Costa E, Feroci M, Labanti C, Picozza P, Prest M, SALAMON A., Soffitta P, Tavani M, Vallazza E (2000). The data handling system
of the gamma-ray space detector AGILE. In: Proceedings of SPIE, vol. 4140, p. 493-499
4.
SALINA Gaetano
Curriculum:
Principali campi di interesse: computers massivamente paralleli, reti neuronali, elettronica digitale ed analogica (VLSI),Data Base ed interfacce WEB,
meccanica statistica e teoria dei campi.
1985/1992: Progetto e realizzazione di Computer Paralleli per la Fisica Teorica: Progetto APE e APE100, Progetto RTN.
1987/1991: Studio ad alta statistica dello Spettro Adronico della QCD in approssimazione Quenched e studio della natura della Transizione di Fase nella QCD
a temperatura finita mediante simulazioni effettuate su Super Computer della famiglia APE.
1989/1991: Studio ad alta statistica del Condensato Chirale in approssimazione Quenched usando fermioni Staggared.
1990/1991: Studio, mediante modelli fenomenologoci, della formazione di nucleosomi e della dipendenza delle proprietà dinamiche di una molecola di DNA
dalla sequenza di basi che la compongono.
1990/1995: Studio delle proprietà termodinamiche della QED reticolare utilizzando il Teorema di Lee-Yang mediante simulazioni numeriche.
1990/2005: Studio di reti neuronali ad attrattori eteroassociative con capacità di apprendimento dinamico non supervisionato. Progetto e realizzazione VLSI di
dispositivi implementanti modelli di reti neuronali ad attrattori eteroassociative.
1991/1994: Studio di elementi di matrice nella QCD reticolare in approssimazione Quenched utilizzando una versione migliorata dell'Azione Fermionica.
1994/2003: Studio delle proprietà dinamiche e termodinamiche di Sistemi Biologici Complessi mediante tecniche di Simulazione Numerica: Membrane
Cellulari biologiche in interazione con modulatori del trasporto ionico e Micelle Inverse.
2001/2004: Progetto e realizzazione di links di comunicazione ottico ad alta velocita' basso costo, basati su FPGA di ultima generazione per lo slow-control in
un acceleratore lineane di particelle.
2003/2005: Studio di fattibilità di una mano che vede: realizzazione di un dispositivo neuromorfo autonomo e a basso consumo, che interfacci un sensore
visivo con una matrice di attuatori piezoelettrici, per una trasduzione in tempo reale di stimoli visivi in stinoli dinamici tattili, inteso come veicolo efficace di
informazione per i non vedenti.
1999/ad oggi: Studio delle caratteristiche e della provenienza dei raggi cosmici di altissima energia (energie maggiori di 1019 eV ) utilizzando un rivelatore
formato da una grande matrice di rivelatori di superficie, che si estende su un'area di 3000 km2 e rivelatori di fluorescenza che osservano lo sviluppo dello
sciame nell'atmosfera.
2001/ad oggi: Progetto e realizzazione di links di comunicazione ad alta velocita' e basso costo, basati su FPGA di ultima generazione, per una rete di
comunicazione dedicata per la realizzazione di una mesh bidimensionale di PC ottimale per problemi di Teorie di Gauge su reticolo. Sviluppo e
caratterizzazione di schede con FPGA con serializzatori embedded e con link QSFP+ con una banda aggregata di 12 Gbps. Studiato e sviluppo di algoritmi
per la compressione dati su FPGA e processori "embedded".
2006/ad oggi: Esperimento NA62 per la misura del decadimento ultrararo K+ -> pi+ nu nubar all'SPS (CERN).
Proposta e progetto del sistema di trigger per la ricostruzione on-line dei cluster nel calorimetro a krypton liquido dell'esperimento. Il processore di trigger
permette di identificare i cluster nel calorimetro e fornisce in uscita al processore di trigger centrale la lista dei cluster ricostruiti associando ad ognuno il
tempo, la posizione e l'energia. I principali parametri per la definizione del processore di trigger sono l'elevata frequenza
di hit aspettati in ingresso (30 MHz) e le elevate richieste di prestazioni del trigger, in particolare quella sulla risoluzione temporale (1.5 ns). Il processore e' un
sistema parallelo a due stadi (front-end e concentratore) basato sulle schede TEL62 (evoluzionne delle schede TELL1 sviluppate per l'esperimento LHCb) e su
mezzanini dedicati. In totale il sistema sara' composto da 36 schede TEL62, 108 mezzanini e 215 logiche programmabili.
Pubblicazioni:
Bonaiuto V, Fucci A, Paoluzzi G, Salamon A, SALINA G., Santovetti E, Sargeni F, Scarfi' F M (2012). The NA62 Liquid Krypton Electromagnetic
Ammendola R, Biagioni A, Frezza O, Lo Cicero F, Lonardo A, Paolucci P S, Rossetti D, Salamon A, SALINA G., Simula F, Tosoratto L, Vicini P (2011).
APEnet+: high bandwidth 3D torus direct network for petaflops scale commodity clusters. In: JOURNAL OF PHYSICS. CONFERENCE SERIES, In:
Proceedings of the International Conference on Computing in High Energy and Nuclear Physics (CHEP 2010). Taipei, Taiwan, 18-22 Ottobre 2010,
ISBN/ISSN: 1742-6596, doi: 10.1088/1742-6596/331/5/052029
Ammendola R, Biagioni A, Frezza O, Lo Cicero F, Lonardo A, Rossetti D, Salamon A, SALINA G., Simula F, Tosoratto L, Vicini P (2011). Natrium: Use of
FPGA embedded processors for real-time data compression. In: JOURNAL OF INSTRUMENTATION, In: Proceedings of Topical Workshop on Electronics
for Particle Physics 2011 (TWEPP-11). Vienna, Austria, 26-30 September 2011,, ISBN/ISSN: 1748-0221, doi: 10.1088/1748-0221/6/12/C12036
FPGA embedded processors for real-time data compression. JOURNAL OF INSTRUMENTATION, vol. 6, ISSN: 1748-0221, doi:
10.1088/1748-0221/6/12/C12036
Salamon A, SALINA G., et al. (2010). NA62 Technical Design Document.
Badoni D, Altamura F, Basili A, Bencardino R, Bidoli V, Casolino M, De Carli A, Froysland T, Marchetti M, Messi R, Minori M, Picozza P, SALINA G.,
Galper A, Korotkov M, Popov A (2007). Silicon photomultipliers: On ground characterizations and modelling for use in front-end electronics aimed to
space-borne experiments. NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH. SECTION A, ACCELERATORS, SPECTROMETERS,
DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, vol. 572; p. 402-403, ISSN: 0168-9002, doi: 10.1016/j.nima.2006.10.224
Becker KH, Behrmann A, Bracci F, Delle Fratte C, San Luis PF, Fontaine C, Geenen H, Guerin D, Hartmann S, Kampert KH, Lavoute P, Matthiae G,
Petrinca P, Privitera P, Martino JR, SALINA G., Scherini V, Verzi V, Weischer U, Wiebusch C (2007). Qualification tests of the 11 000 photomultipliers for
the Pierre Auger Observatory fluorescence detectors RID B-1149-2012. NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH. SECTION
A, ACCELERATORS, SPECTROMETERS, DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, vol. 576; p. 301-311, ISSN: 0168-9002, doi:
10.1016/j.nima.2007.03.007
SALINA G. (2007). Correlation of the Highest-Energy Cosmic Rays with Nearby Extragalactic Objects. SCIENCE, vol. 318; p. 938, ISSN: 0036-8075
Arciprete F, Bohacova M, Buonomo B, Caruso R, Di Carlo P, Doubrava M, Esposito A, Facal P, Fauth AC, Goletti C, Hrabovsky M, Iarlori M, Keilhauer B,
Kemp E, Klages HO, Kleifges M, Klesper S, Mazzitelli G, Morozov A, Nozka L, Palatka M, Petrera S, Privitera P, Prosposito P, Ridky J, Rizi V, Salamida F,
Salamon A, SALINA G., Schovanek P, Ulrich A, Vacek V, Verzi V, Waldenmaier T (2006). AIRFLY: Measurement of the fluorescence yield in atmospheric
gases RID F-6186-2010 RID H-1502-2011 RID B-1149-2012. CZECHOSLOVAK JOURNAL OF PHYSICS, vol. 56; p. A361-A367, ISSN: 0011-4626, doi:
10.1007/s10582-006-0169-4
Catani L, Gabrielli E, Gatta M, Sabene M, Salamon A, SALINA G. (2005). A general purpose reflective memory board for accelerator data acquisition and
control system applications. In: IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record. vol. 2, p. 692-695
Abraham J, Aglietta M, Aguirre IC, Albrow M, Allard D, Allekotte I, Allison P, Muniz JA, do Amaral MG, Ambrosio M, Anchordoqui L, Andrews R,
Anguiano M, dos Anjos JC, Aramo C, Argiro S, Ariska K, Arteaga JC, Atulugama S, Ave M, Avila G, Baggio R, Bai X, Barbosa AF, Barbosa HMJ, Barnhill
D, Barroso SLC, Bauleo P, Beatty J, Beau T, Becker KH, Bellido JA, Bello P, Bergmann T, Berman E, Bertou X, Biermann P, Billoir P, Biral R, Bluemer H,
Bohacova M, Bollmann E, Bonifazi C, Boratav M, Boselli A, Brack J, Brunet JM, Bui-Duc H, Cabrera V, Camin DV, Capdevielle JN, Carreno A, Cartiglia
N, Caruso R, de Carvalho LA, Casanova S, Casimiro E, Castellina A, Castro J, Cattaneo PW, Cazon L, Cester R, Chavez N, Cheam D, Chiavassa A,
Chinellato JA, Chiosso M, Chou A, Chye J, Cillis A, Civit B, Claes D, Clark PDJ, Clay RW, Cohen F, Cordero A, Cordier A, Cormier E, Cotzomi J, Cotti U,
Coutu S, Covault CE, Creusot A, Cronin JW, Cuautle M, Dagoret-Campagne S, Dang-Quang T, Da Silva P, Darling J, Darriulat P, Daumiller K, Dawson BR,
de Bruijn L, De Capoa A, de Oliveira MAL, de Souza V, Della Selva A, Deligny O, Diaz JC, Dobrigkeit C, D'Olivio JC, Dorofeev A, Dova MT, Dye A,
DuVernois MA, Engel R, Epele LN, Eschstruth P, Escobar CO, Etchegoyen A, San Luis PF, Fauth AC, Fazzini N, Fernandez A, Ferrero AMJ, Fick B,
Filevich A, Filipcic A, Fonte R, Fulgione W, Gamez E, Garcia B, Garcia CA, Geenen H, Gemmeke H, Germain-Renaud C, Ghia PL, Gibbs K, Giller M, Gitto
J, Glass H, Berisso MG, Vitale PFG, Gonzalez J, Gonzalez J, Gora D, Goodwin A, Gouffon P, Grassi V, Grillo AF, Grunfeld C, Grygar J, Guarino F, Guedes
G, Guerard C, Gumbsheimer R, Harton JL, Hasenbalg F, Heck D, Hernandez JM, Hoffer D, Hojvat C, Homola P, Horvat M, Hrabovsky M, Insolia A,
Jaminion S, Jeronimo Y, Jiang L, Kaducak M, Kampert KH, Keilhauer B, Kemp E, Klages H, Kleifges M, Kleinfeller J, Knapp J, Kopmann A, Kunka N,
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PHYSICS COMMUNICATIONS, vol. 45; p. 345,, ISSN: 0010-4655
Testo inglese
1.
BONAIUTO Vincenzo
Curriculum:
Vincenzo Bonaiuto received the Electronic Engineering Degree at the University of Rome “La Sapienza” in July 1992. In 1993 he received the Diploma of
specialization in Telecommunication at the ISPT in Rome and, in 1997, the PhD in Telecommunication and Microelectronics. From November 1996 to
February 2002 he was Assistant Professor at the University of Rome "Tor Vergata". In March 2002, he joined as Associate Professor for ING-IND/31
(Electrical Engineering).
His main research interests are in the area of non linear circuits, Artificial Neural Networks and analogue/digital VLSI circuits implementation. Prof. Bonaiuto
has been reviewer of numerous articles for international journals and conferences. Moreover he participated in various PRIN projects.
He participated in the Research Unit of Rome Tor Vergata, contributing to several projects PRIN achieving the respective deliverables.
He designed a few VLSI chips and circuit boards of many analog or digital, partecipating to the control of the production and to the testing phase. At moment,
he is involved in the experiment NA62 at CERN and is working on the project of the electronics section of Trigger and Data Acquisition System.
Pubblicazioni:
BONAIUTO V., Fucci A., Paoluzzi G., Salamon A., Salina G., Santovetti E., Sargeni F., et al. (2010). NA62 Technical Design Document.
BONAIUTO V., A. Fucci, G. Paoluzzi, A. Salamon, G. Salina, E. Santovetti, F. Sargeni, F. M. Scarfì (2011). The NA62 Liquid Krypton Electromagnetic
Calorimeter Level 0 Trigger. In: Proceedings 13th ICATPP Conference on Astroparticle. Como, 3-7 ottobre 2011
BONAIUTO V., Fucci A., Paoluzzi G., Salamon A., Salina G., Santovetti E., Sargeni F., Scarfì F. M. (2011). The NA62 Liquid Krypton Electromagnetic
Calorimeter Level 0 Trigger. In: Proceedings IEEE Nuclear Science Symposium 2011 . Valencia, Spain, Oct. 23-29, 2011
BONAIUTO V., SARGENI F (2010). Multi-Chip Architecture for IF Neural Network. In: Proceedings of 53rd IEEE International Midwest Symposium on
Circuits and Systems (MWSCAS 2010). Seattle (WA) - USA, August 1st-4th, 2010IEEE, p. 1-4, ISBN/ISSN: 978-1-4244-6679-5, doi:
10.1109/MWSCAS.2010.5548649
BONAIUTO V., SARGENI F (2010). Multi-chip Integrate and Fire Neural Network Architecture. In: Proceedings of the 15th IEEE Mediterranean
Electrotechnical Conference (MELECON 2010). Malta, 25-28 Aprile 2010, p. 630-634, ISBN/ISSN: 978-1-4244-5794-6
F. SARGENI, BONAIUTO V. (2005). Programmable CNN Analogue Chip for RD-PDE Multi-Method Simulations. ANALOG INTEGRATED CIRCUITS
F. SARGENI, BONAIUTO V. (2005). Digitally programmable nonlinear function generator for neural networks. ELECTRONICS LETTERS, vol. 41; p.
143-145, ISSN: 0013-5194
BONAIUTO V., SARGENI F (2010). VLSI circuits for multiplexed Star CNNs. In: Proc. of 2010 12th International Workshop on Cellular Nanoscale
Networks and Their Applications (CNNA). Berkeley, CA USA, 3-5 Feb. 2010, vol. 1, p. 1-4, ISBN/ISSN: 978-1-4244-6679-5, doi:
10.1109/CNNA.2010.5430272
BONAIUTO V. (2009). Programmable non-linearity for STAR cellular neural networks. In: Proceedings of the European Conference on Circuit Theory and
Design, ECCTD 2009. Antalya - Turkey, 23-27 Aug. 2009, p. 547-550, ISBN/ISSN: 978-1-4244-3896-9, doi: 10.1109/ECCTD.2009.5275039
BONAIUTO V., SARGENI F (2009). An Interconnection Architecture for Integrate and Fire Neuromorphic Multi-Chip Networks. In: Proceedings IEEE
MWSCAS 2009. Cancun (MEX), Agosto 2009
BONAIUTO V., SARGENI F (2009). Programmable Non-Linearity for Neural Networks Applications. In: Proceedings IEEE MWSCAS 2009. Cancun
(MEX), Agosto 2009
2.
FEDERICI Luca
Curriculum:
Dr. Luca Federici obtained the degree in Physics with Electronic curriculum at the University of Rome "La Sapienza" on 2011 with a thesis entitled "Dynamic
stochastic decision in a distributed network of neurons of VLSI chips."
He passed the exams of Nuclear and Subnuclear Physics I and II for which he prepared a speech on the CP violation in neutral K mesons.
Working on the thesis and during some of the courses he developed skills on analog as well as digital electronics from the theoretical and practical point of
view. Moreover, he acquired good experience in electronic laboratory activities (programming firmware for the microcontroller, FPGA programming using
VHDL, hardware tests of complex systems ). He also addressed the low-and high-level programming, procedural and object oriented (assembly, C, Python,
Java).
From November 2011 he is a PhD student in "Systems Engineering and sensory learning" at the Faculty of Engineering of University of Rome "Tor Vergata".
pubblicazioni non disponibili
3.
SALAMON Andrea
Curriculum:
Born in Rome April 16, 1970.
July 1989: High school graduate (Liceo Classico), 54/60.
July 1997: Degree in Physics - Universita 'degli Studi di Roma La Sapienza - Development of a VLSI neural network with pulsed neurons - 110/110.
January 2001: PhD in Physics - Universita 'degli Studi di Roma La Sapienza - The first level muon trigger in the barrel of the ATLAS experiment at the Large
Hadron Collider at CERN.
May 2001: Technologist staff position - INFN Rome Tor Vergata.
December 2010: Researcher staff position - INFN Rome Tor Vergata.
Teaching activities
AA 98-99 - 30 hours for the course of Experimental Physics - Universita 'degli Studi di Roma La Sapienza.
AA 02-03, AA 03-04, AA 04-05 and AA 05-06 - Assistant in various courses of the third year physics laboratory and member of examination boards Universita 'degli Studi di Roma Tor Vergata.
AA 06-07, AA 08-09 - Course of Applied Cybernetics - Degree in Physics - Universita 'degli Studi di Roma Tor Vergata.
AA 09-10, AA 10-11, AA 11-12 - Course of Digital Electronics - Degree and Master of Science in Physics - Universita 'degli Studi di Roma Tor Vergata.
Supervisor of four Degree Thesis in Physics.
Publications in journals and conference presentations
I have published about 100 articles in international journals and presented the results of my research at various international conferences. My h-index (inspire,
March 4, 2012) is 26.
Brief summary of scientific activities
Past activities
Study of neural networks for unsupervised learning with stochastic attractors (from 1996 to 2000)
During my degree thesis I worked on the construction and testing of neurons, synapses, and a full network of integrated neurons. All circuits were
manufactured in CMOS technology VLSI full-custom analog 1.2 u. In order to reduce power consumption many circuits were implemented using the MOS in
the sub-threshold region, where conduction is dominated by diffusion.
AGILE experiment for the study of Gamma Ray Bursts in the energy band 30 MeV - 50 GeV (in 2000)
As member of the AGILE project I worked on the development of the Data Handling system architecture helping to define the requirements and parameters
of the trigger and readout systems of the experiment.
LHCb (from 2007 to 2010).
The LHCb experiment at the Large Hadron Collider at CERN is a forward spectrometer dedicated to the study of b physics, CP violation and rare decays. For
the readout of the various detectors of the experiment a "general purpose" acquisition board was developed (TELL1), that can be programmed according to
different subdetectors needs. Since the beginning of 2007 to 2010 I was responsible for firmware development for the readout of the muon detector.
Present activities
ATLAS experiment for Higgs boson and new physics beyond the Standard Model searches at the LHC (since 1998)
Within the ATLAS collaboration I worked on the RPC trigger chambers and on the first level muon trigger in the barrel.
Concerning the muon spectrometer trigger chambers I worked on test, installation and commissioning of all BOL (Large Barrel Out) chambers in
collaboration with my Tor Vergata colleagues.
Concerning the first level trigger I worked on simulation and implementation of trigger algorithms in the spectrometer logical sectors. I wrote the Monte Carlo
and the firmware for programming the trigger logic and readout FPGA. Since January 2009 I'm responsible for off-detector trigger electronics (Sector Logic)
of the ATLAS first level muon trigger.
Parallel computing and technology research (since 2001)
Since 2001, I work in the APENet proejct for the realization of a PC-based parallel computer for lattice QCD. In this project I developed the first prototype
PCI card communication link with high bandwidth for data transfer between computing nodes. A cluster of 128 PCs is currently running at INFN Roma Tor
Vergata.
In collaboration with colleagues from various groups, I also worked on research in the field of data transmission and processing.
In collaboration with an accelerator group I developed a reflective memory card for data acquisition and control systems with high speed optical
communication links.
With colleagues in the APE group I developed and characterized a card with FPGA serializers with embedded links and QSFP + with an aggregate bandwidth
of 12 Gbps.
Toghether with APE colleagues I studied and developed algorithms for data compression on FPGA and "embedded" processors.
NA62 experiment for measuring the ultra-rare decay K + -> pi + nu nubar at CERN SPS (since 2006)
I designed and proposed the trigger system for on-line cluster reconstruction in liquid krypton calorimeter. The trigger processor identifies clusters in the
calorimeter, sending to the central trigger processor a list of reconstructed cluster associated with time, the position and energy. The main parameters for the
definition of the trigger processor are the expected hit rate (30 MHz) and high performance requirements, especially on the time resolution (1.5 ns). The
trigger processor is a parallel two-stage (front-end and concentrator) system based on the TEL62 cards (evolution of the TELL1 cards developed for the
LHCb) and dedicated mezzanine. In total, the system will be made up of 36 cards TEL62, 108 mezzanines and 215 programmable logic.
I also participate in the production, assembly and testing of all 100 TEL62 that will be produced for the experiment.
Since May 2007, I'm local manager for the INFN experiment NA62, from April 2008 I'm Member of the Steering Committee of the experiment, and from July
2008 I'm responsible for the level 0 trigger of the liquid krypton calorimeter.
Pubblicazioni:
Bonaiuto V, Fucci A, Paoluzzi G, SALAMON A., Salina G, Santovetti E, Sargeni F, Scarfi' F M (2012). Title: The NA62 Liquid Krypton Electromagnetic
Ammendola R, Biagioni A, Frezza O, Lo Cicero F, Lonardo A, Paolucci P S, Rossetti D, SALAMON A., Salina G, Simula F, Tosoratto L, Vicini P (2011).
APEnet+: high bandwidth 3D torus direct network for petaflops scale commodity clusters. In: Proceedings of the International Conference on Computing in
High Energy and Nuclear Physics (CHEP 2010). Taipei, Taiwan, 18-22 Ottobre 2010, doi: 10.1088/1742-6596/331/5/052029
Ammendola R, Biagioni A, Frezza O, Lo Cicero F, Lonardo A, Rossetti D, SALAMON A., Salina G, Simula F, Tosoratto L, Vicini P (2011). Natrium: Use of
FPGA embedded processors for real-time data compression . In: Proceedings of Topical Workshop on Electronics for Particle Physics 2011 (TWEPP-11).
Vienna, Austria, 26-30 September 2011, doi: 10.1088/1748-0221/6/12/C12036
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Luminosity Determination in pp Collisions at sqrt(s)=7 TeV Using the ATLAS Detector at the LHC.
THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS, vol. 71, ISSN: 1434-6044
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Measurement of inclusive jet and dijet cross sections in proton-proton collisions at 7 TeV
centre-of-mass energy with the ATLAS detector. THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS, vol. 71, ISSN: 1434-6044
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Measurement of the top quark-pair production cross section with ATLAS in pp collisions at vs=7
TeV. THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C, PARTICLES AND FIELDS, vol. 71, ISSN: 1434-6044
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Search for New Physics in Dijet Mass and Angular Distributions in pp Collisions at vs=7 TeV
Measured with the ATLAS Detector. NEW JOURNAL OF PHYSICS, vol. 13, ISSN: 1367-2630
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Search for squarks and gluinos using final states with jets and missing transverse momentum with
the ATLAS detector in sqrt(s) = 7 TeV proton-proton collisions. PHYSICS LETTERS. SECTION B, vol. 701; p. 186-203, ISSN: 0370-2693
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Search for supersymmetry in pp collisions at sqrt{s} = 7TeV in final states with missing transverse
momentum and b-jets. PHYSICS LETTERS. SECTION B, vol. 701; p. 398-416, ISSN: 0370-2693
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Search for supersymmetry using final states with one lepton, jets, and missing transverse momentum
with the ATLAS detector in sqrt{s} = 7 TeV pp. PHYSICAL REVIEW LETTERS, vol. 106, ISSN: 0031-9007
The NA62 Collaboration, SALAMON A., et al. (2011). Test of Lepton Flavour Universality in K+ -> l+ nu Decays. PHYSICS LETTERS. SECTION B, vol.
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The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2010). Charged-particle multiplicities in pp interactions at sqrt(s) = 900 GeV measured with the ATLAS
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The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2010). Measurement of the W -> lnu and Z/gamma* -> ll production cross sections in proton-proton
collisions at sqrt(s) = 7 TeV with the ATLAS detector. JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, vol. 1012, ISSN: 1029-8479
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2010). Observation of a Centrality-Dependent Dijet Asymmetry in Lead-Lead Collisions at sqrt(S(NN))=
2.76 TeV with the ATLAS Detector at the LHC. PHYSICAL REVIEW LETTERS, vol. 105, ISSN: 0031-9007
The ATLAS Collaboration, SALAMON A., et al. (2010). The ATLAS Simulation Infrastructure. THE EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL. C,
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4.
SALINA Gaetano
Curriculum:
Pubblicazioni:
Bonaiuto V, Fucci A, Paoluzzi G, Salamon A, SALINA G., Santovetti E, Sargeni F, Scarfi' F M (2012). The NA62 Liquid Krypton Electromagnetic
Ammendola R, Biagioni A, Frezza O, Lo Cicero F, Lonardo A, Paolucci P S, Rossetti D, Salamon A, SALINA G., Simula F, Tosoratto L, Vicini P (2011).
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