LHCb
G. Martellotti CSN1 13-05-2003
Novita` da Febbraio
Nuova Attivita` di Bologna
Stato del rivelatore MU
- stato elettronica
- stato costruzione camere
- CORE 2003 per far partire le gare
Stato del funding del rivelatore MU
- output del RRB
- possibile scenario
Profili di spese CORE
1
NOVITA` da Febbraio
Approvazione da parte del RB dei
- TDR del Data Handling
- Addendum TDR MU
Review elettronica Mu, Cern 27/3/03
Reviewers: J.Christiansen, B.Jost, R.Jacobsso, R.Le Gac, U.Uwer,
R.Richter, C.Willmott
EDR Camere Mu, Cern 16/4/03
Reviewers: H.J.Hilke, R. Nania, O. Prokofiev
Review L1&DAQ implementation, Cern 29/4/03
Reviewers: O.Callot, J.Christiansen, S.Cittolin, H.Dijkstra, P.Mato,
J.M.Jouanigot, P.V.Vyvre
2
Nuova Attivita` di Bologna :
Sviluppo della farm L1 e High Level Trigger
- Il gruppo di Bologna ha acquisito preziose competenze nello
sviluppo della farm di computing di LHCb-Italia.
- La collaborazione ha proposto a Bologna di portare, adattare e
ampliare, il sistema di calcolo sviluppato per l’Italia nel sistema
di trigger software (il Trigger L1 e gli HLT sono integrati in una
unica farm di PC rendendo il sistema molto flessibile).
- l’ Italia e` gia` tra i finanziatori (500 kCHF su DAH)
- stiamo lavorando per mettere in campo personale qualificato
proveniente anche da altre sedi e per assumere un ruolo di grande
rilievo.
-Il progetto potrebbe essere discusso nella CSN1 di Giugno
I nostri referee sono stati informati come anche i referee del
computing LHC che ci terrebbero ad accogliere questa attivita`
3
tra quelle sotto il loro controllo.
Stato del rivelatore MU
ELETTRONICA
1. Muon Architecture Review, CERN 27/3/03
 Esito molto positivo riguardo la struttura del sistema e lo stato di avanzamento
The reviewers would like to congratulate the muon group.
……..The general architecture has been found well optimized to read out the
large number of physical channels with a minimum number of electronics
channels to minimize cost. A large set of test and monitoring functions have been
foreseen. The readout architecture seems well planned and the reviewers cannot
propose any specific improvements to the chosen architecture.
 Aspetti da tenere sotto controllo:
1) I 3 chip (CARIOCA, DIALOG, SYNC), oggetto di un unico run di produzione…..
2) Power consumption, power distribution, cooling, grounding (camere + front-end)
….Su questi punti manca ad oggi uno schema accurato a livello di sistema
4
2. Full chain tests per validare i prototipi del sistema (Roma,Marzo)
SYNC-FPGA
DIALOG
IB+TB
Pattern Generator
Test men
State Analyzer
SB
PC+I2C I/F
In DIALOG, Out SYNC
5
3. Test della ODE
SYNC
Daughter board (Cagliari)
ODE (LNF)
A. ELMB ed interfacciamento via I2C con:
1) SYNC (da farsi)
2) GOL (OK)
3) TTCRX (OK)
4) L0Controller (OK)
5) test delle connessioni tramite catena JTAG (da farsi)
6) test dell'interfaccia CAN dell' ELMB (da farsi)
C. Test del TTCRX e del ricevitore:
1) interfaccia I2C (OK)
2) ricezione e decodifica segnali (OK)
D. Test della distribuzione del clock e dejitteratore
1) distribuzione del clock ai GOL, SYNC, L0Controller (OK)
2) aggancio in fase del clock del TTCRX con dejitteratore
(da farsi)
B. Test funzionale dell' L0-Controller:
1) interfaccia I2C (OK)
2) modalita' di test e generazione dei segnali interni (OK)
3) ricevimento dei segnali dal TTCRX e gen. segnali (OK)
4) verifica dei frame inviati al DAQ tramite FIFO DUMP
interna (OK)
5) verifica dei dati inviati al DAQ dai SYNC (da farsi)
6) Test del GOL e del link ottico verso il DAQ (da farsi)
E. SYNC Daughter board
Funzionamento OK
Qualche problema elettrico sulle schedine
6
4. Situazione circuiti integrati
SYNC-a è ancora in fase di impacchettamento insieme con CARIOCA9
Disegno prototipo scheda front-end (CARIOCA8 + DIALOG, CARIOCA9)
DIALOG: disegno del buffer di uscita per le soglie in corso
MPW11: 23 giugno,
Aspettiamo il test di SYNC per decidere… Altro run in autunno quasi certo
CARIOCA : la nuova versione prodotta non è ancora stata testata
Il progetto converge anche se non è ancora pienamente nella fase finale
(la versione esistente non andrebbe bene per le GEM ma gia` si potrebbe
usare per le MWPC – per altro abbiamo in programma di ottenere un
aumento del guadagno per poter operare in condizioni ottimali).
Considerando anche i problemi finanziari (senza CARIOCA  +750 kSF)
a Settembre proporremo senzaltro di adottare il CARIOCA.
Qualora fosse necessario siamo disposti anche a fare un ulteriore run
per l’ottimizzazione del CARIOCA oltre la milestone di settembre (stiamo
verificando la disponibilita` di forza lavoro).
7
CAMERE MU
- ultime novita`
- stato del lavoro per la partenza della produzione
• EDR : accolto positivamente, con alcune utili raccomandazioni su
punti da tenere in considerazione durante la preproduzione prima
delle PRR (sistema di chiusura delle camere, procedure di test, ecc...)
• Pannelli :
si e’ conclusa la preserie di 30 pannelli. In giugno ne
vogliamo realizzare 300 (anche per sondare le capacita’ produttive
/organizzative della ditta).
Lo stampo e’ ora in ri-lavorazione per
poter produrre i pannelli M3R3 e M3R4 con le misure definitive (con
alcuni upgrades concepiti durante la produzione)
• Camere : stiamo preparando i prototipi da portare al test beam al
CERN e alla Casaccia (abbiamo anche intenzione di prendere dati
alla Beam Test Facility dei LNF dall’8 al 15 maggio, in particolare per il
primo prototipo realizzato con passo dei fili 2 mm e con lettura a
catodi simmetrici). Da notare che i prototipi saranno realizzati con la
componentistica che riteniamo essere quella definitiva e questo lavoro
ci permettera` di finalizzare il tooling
8
La planarita dei pannelli e` dentro la tolleranza
1.04
1.03
1.02
+- 100 mm
1.01
1.00
0.99
0.98
53
54
59
57
58
56
55
60
62
61
72
73
63
64
65
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
0.97
0.96
0
20
40
60
80
100
120
9
10
Panel glueing
Clean Room
Wire Tension Meas.
Soldering
Wiring
Tooling
CERN / PNPI
FE
LNF
ready
well advanced
under preparation
to be built
Fi-Fe-Pz
Rm1
Rm2
LNF
stanno realizzando le incollatrici (Pz incollera` per Fe)
sta realizzando il WTM per LNF (sara’ duplicato per Fe/Fi)
sta realizzando il sistema di controllo pannelli  ditta
può duplicare la movimentazione della filatrice (per Fi)
11
Organizzazione della produzione
3 siti partono in luglio (CERN, LNF, PNPI), Ferrara in autunno,
Firenze all’ inizio 2004
 stiamo per procurare il
materiale per alimentare i
centri di produzione almeno
fino alla fine dell’anno
quando parte delle gare di
approvvigionamento
saranno terminate
(100 k€ avuti a settembre
per ~ 5% delle camere )
12
Nel contempo, ogni sito di produzione sta preparando
• i “ Travelers”, descrizione dettagliata di ogni operazione
• l’elenco delle procedure di controllo di qualità
• l’elenco delle attività dettagliate del personale
• la sequenza temporale delle operazioni
• la valutazione delle capacità di aumento della produzione (per
recuperare in caso di accumulo di ritardo)
• il flusso del materiale necessario
Ogni sito, prima della partenza della produzione, sarà visitato da un
comitato interno di LHCb-Muon per dare il via alla produzione (PRR)
13
I siti che partono in Luglio non saranno in grado di partire fin dall’inizio
con una produzione di “massa” (d’altra parte nella nostra schedula
temporale e` previsto un periodo di training)
I PRR (Production Readiness Review) per CERN, LNF e PNPI
saranno solo in settembre/ottobre
Comunque intendiamo costruire prototipi che possano essere montati
in esperimento utilizzando il finanziamento CORE avuto quest’anno e
verificare che tooling e procedure costruttive siano OK
I referee dell’EDR proseguiranno nel seguire questa fase di inizio
della produzione
E’ ragionevole pensare che in ottobre si possa partire “a pieno ritmo”
14
- Stato delle cose per la partenza delle GARE
- necessita` CORE
I principali items da acquisire sono rappresentati da:
ITEM
Costo per INFN
- Filo*
100 ksf
- Catodi di massa in rame
- Catodi di massa dorati
- Pads
- Barre HV*
- (Tooling per doratura
350 ksf (3/4 PNPI, ¼ INFN)
200 ksf (INFN)
250 ksf (INFN)
200 ksf (¼ PNPI, 3/4 INFN)
100 ksf)
- Pannelli
330 ksf (½ PNPI, ½ INFN)
*Assumendo dal CERN 200 ksf su filo e
(orientativamente) 100 ksf sulle Barre HV
15
1. Il filo e’ deciso e si puo’ ordinare ( 200  Cern)
2. i catodi di massa in rame (non ci sono problemi ma potrebbe essere
conveniente accorpare la gara con il punto 3)
3. I catodi di massa dorati e le pads sono decisi e con le dimensioni
definite: data la loro dimensione, stiamo ancora facendo una ricerca
di mercato che ci garantisca di trovare le migliori ditte ai migliori costi
4.
Per le barre HV, attendiamo i risultati dei test beam estivi (lettura
catodica) e un disegno finale per la parte di lettura anodica (PNPI).
Questo lotto della fornitura dovrebbe andare insieme al punto 3
5. Per i pannelli, la partenza della gara (a fornitore praticamente unico)
e’ subordinata alla buona riuscita della preserie di 300 pezzi
Queste gare dovrebbero comunque tutte partire entro l’autunno del 2003
per permettere un’effettivo “decollo” della produzione.
16
Abbiamo fatto un piano che prevede un totale
CORE 2003 per CAMERE MU = 700 kE (con IVA)
Road Map proposta
Maggio - ok per il Filo (Cern)
- ok per i Catodi in Rame ( 140 kE nel 2003 e 140 nel 2004 )
- ok per i Pannelli (con l’accordo di verificare a settembre
l’andamento della preserie prima di far partire la gara)
( 180 kE nel 2003 e 60 nel 2004 )
Settembre - ok per Catodi dorati, Pads e Barre HV
- ok per il resto del finanziamento per il materiale per la
costruzione
> verifica delle capacita’ finanziarie del Gr 1 nel 2003
> verifica della possibilita’ di spostare spese nell’arco ’03 - ’05
(Non mi e’ chiaro se sui materiali per le MWPC, la gara puo`
partire nel 2003 con un impegno di bilancio che va oltre il 2004)
17
Sommario richieste per il rivelatore MU 2003
Richieste/sblocchi Maggio 2003
(per approntamento della “produzione camere”)
121.5 K€
Ulteriori richieste prevedibili nel 2003
(per completamento tooling e consumi inizio produzione) 140 K€
A fronte di una disponibilita` tra riassegnazioni e Sub Judice
previsti/recuperabili dello stesso ordine
 L’operazione “nuovo centro di produzione di Firenze” procede
bene e puo` essere sostanzialmente assorbita da fondi gia` stanziati
RICHIESTE CORE PER FAR PARTIRE LE GARE
~ 700 K€
18
Stato del FUNDING del rivelatore MU
• Il RRB e` stato informato ufficialmente del problema Brasile
che non ha firmato il MoU e si e` ritirato dal committement sul
rivelatore MU
• Incontro tra il management di LHCb e i responsabili nazionali
delle funding agencies
• Discussione informale tra Nakada e il management INFN
(Dosselli e Cervelli)
Successivamente Nakada ha parlato con il chairman del
RRB Roger Cashmore e ha fatto una proposta per far
fronte alla mancanza del contributo del Brasile :
1700 kCHF (480 di CF e 1220 sul rivelatore MU).
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PROPOSTA :
- 480 kCHF di Common Fund : se ne fa carico
la collaborazione
- 1220 kCHF per il rivelatore MU :
1) 200 kCHF dal gruppo MU del CERN
2) 200 kCHF dalla collaborazione
3) contributo addizionale INFN
4) staging ?
-----------------------------------------------------------------per il punto 2) e` necessario un "endorsement" dal RRB,
ma Cashmore e` d'accordo a procedere cosi'.
-I soldi che vengono dalla collaborazione sono risparmi
“LHCb-light” e non comportano contributi aggiuntivi da
parte INFN (e non vengono intaccati i crediti sui M&O-A).
-il contributo addizionale INFN non sara` tassato per
Common Fund.
20
Ammanco del Brasile
1220 kFs
il contributo del Brasile era previsto
soprattutto sull’ elettronica (970 KCHF)
Rispetto al progetto originale ci sono degli overcosti
“Overcosti” in precisi impegni dell’INFN :
Sostituzione degli RPC con MWPC
510 kFs
Rivelatore inner M1 con GEM
100 kFs
Ci sono altri minori overcosti compensati da una importante
riduzione dei costi dell’ elettronica
 Fondi aggiuntivi necessari
1450 kFs
Extra contributo CERN + Collab.
 Mancano
400 kFs
1050 kFs
21
Oggi non sono previsti altri overcosti molto rilevanti nelle
attivita` in cui e` impegnato l’INFN
Le maggiori incertezze nei costi core :
# RICH : + ~ 250 kFs (sharing dei Photo-Detectors, nel
caso peggiore di PMAPMT con lettura analogica)
- ?? (semplificazione allineamento specchi)
# Trigger Calo : non sono previsti overcosti rilevanti
# Trigger Calo : non sono previsti overcosti rilevanti
# Elettronica Mu : La maggiore incertezza derivante dal chip
di FE (Carioca/ASDQ) sara` sciolta con la decisione di adottare
il Carioca (eventualmente a prezzo di un piccolo ritardo)
# Camere Mu : + ?? (pannelli di M1) - ?? (catodi)
22
“Contingenza” stanziata dall’INFN
(Nel primo verbale della CSN1: 1 GLit - In seguito si e` parlato
di un investimento di 10 +1 MCHF)
Con la forte crescita della collaborazione italiana dall’epoca del
MoU, l’ investimento INFN in LHCb e` diventato “basso”
(~ 14% del totale contro ~18% della componente italiana).
Al forte aumento della collaborazione italiana ha corrisposto un
aumento forse ancora piu` rilevante delle nostre responsabilita`.
# Noi chiediamo che l’INFN faccia il possibile per metterci in
condizioni di realizzare il rivelatore secondo disegno, in tempo
per la partenza di LHC, giocando su un arrangiamento del profilo
di spesa.
23
STAGING ?
Si puo` rimandare la costruzione di una stazione ?
Dal punto di vista delle prestazioni del rivelatore la stazione meno
critica per uno staging sarebbe M4.
- D’altra parte con una stazione in meno si perderebbe ridondanza
e robustezza del trigger e della identificazione dei muoni : se le
condizioni dei fondi fossero peggiori dei valori nominali, come
quasi sempre accade, le prestazioni del rivelatore potrebbero essere
seriamente compromesse.
Il costo totale della stazione M4 e` di circa 900 KCHF
a cui si aggiunge una certa percentuale dei “servizi” (supporti,
sistema di GAS e H.V.)
24
Uno staging di una grossa frazione del totale non e` attuabile
(rischia di essere un eufemismo per dire che M4 non si fara` mai)
Questo vale sia per la produzione delle camere che per la gran
parte dell’ elettronica (obsolescenza dei componenti, offerte
fortemente dipendenti dalle quantita`…)
Staging possibili: crate, cavi, canali di HV ~ 320 KCHF
(vedi in seguito)
A questo punto le cifre mancanti in gioco sono relativamente
piccole. Sarebbe un peccato rinviare altre spese, che verrebbero
maggiorate, rischiando di non avere un rivelatore completo.
 - spostare alcune spese al 2006.
- utilizzare i crediti che abbiamo sui M&O-A ?
- considerare gli spares dentro i M&O-B
25
DETTAGLIO POSSIBILITA` di STAGING
Camere :
(riduzione del numero di canali del sistema di HV
su tutte le stazioni con cablaggio pronto per il
successivo aumento di canali)
Elettronica :
Crates : 6 su 36 tot
Sistema LV (back-end - ovvero alimentatori
+ cavi) 15% di ~ 4000 reg a 16.6 CHF l'uno
Cavi LVDS (1/6 di 340kSF)
~ 200 kFs
 ~ 50 kSF
 ~ 10 kSF
 ~ 60 kSF
Totale ~ 120 kSF
N.B.
Una stima piu` precisa può essere data dopo aver chiesto nuove offerte
(fortementi dipendenti dalle quantità)
26
Noi dobbiamo sapere il prima possibile se possiamo
impostare il lavoro per costruire il rivelatore completo
(con qualche parte aggiungibile “facilmente” in un
secondo momento) o invece dobbiamo costruire una
stazione di meno.
Ipotesi di lavoro:
- CERN
- CF
- INFN
- Staging
- Spares in M&O-B
 totale
200
200
Camere Elettr. Mu
600
200
120
320 
130
130 
1450
27
PROFILI DI SPESE CORE PREVISTI
TRIGGER CALORIMETRO Bologna (800K CHF)
2004 :
Costruzione della versione finale della scheda di selezione dei
cluster con tutte le funzioni implementate costo ~ 50 kEuro
(eventualmente, a consuntivo, una parte di questo potrebbe
andare su CORE)
2005 :
Realizzazione del crate di selezione. Parecchi ordini e gare
separate per Crate, Schede, Cavi ottici etc.
Necessario ~ TUTTO il CORE
2006 :
Installazione nella seconda meta` dell’anno
28
RICH
Genova, Milano (1000 KCHF)
2003
2004 2005
Photon Detectors 30 (s.j.) 170
Aerogel
100
Housing PD
300
50
50
Alignement
Magnetic Shield
Total
2006 2007
150
80
500
80
70
30
390
29
PROFILO di SPESA dettagliato ELETTRONICA MU
Sotto-sistema
Costi - kCHF
(Add.TDR)
Costi + IVA
(indicativi)
2004
2004
+ IVA
2005
2005
+ IVA
CARIOCA
50
50
50
50
DIALOG
50
50
50
50
FE Boards
170
204
85
102
85
102
SPB
230
276
115
138
115
138
LV system
130
156
65
78
65
78
LVDS links
340
340
340
340
IB
290
348
29
35
261
313
ODE
600
720
60
72
540
648
L1 boards
50
60
50
60
SYNC
50
50
Opt. L. to L0
440
440
440
440
SB + ECS
290
348
261
313
Crates
310
310
310
310
Totale
“Stag.+Spares”
3000
 2750
3352
2467
2217
2742
50
29
533
50
35
610
30
CORE - camere MU
(con la ipotesi di staging 200 kFs sui canali di HV)
Suddivisione INFN – CERN - PNPI
kFs
MPWC material
2200
Mechanics
350
Tooling and assembly PNPI-1 530
Tooling and assembly PNPI-2 230
Gas system
240
HV system
410
GEM
100
Total
4060
CERN + CF
380
50
PNPI1
PNPI2
PNPI
INFN Staged
1820
300
INFN (kE+iva)
1413
200 (no IVA)
530
170
30
600
560
230
70
180
100
2700
200
153 (no IVA)
47 (no IVA)
120 (no IVA)
80
2013
31
PROFILO TEMPORALE CAMERE MU
Impegni INFN
2003
Wire
kFs
Panels
kFs
Cathodes, HV barskFs
Other material
kFs
Chamb. Support kFs
WPC PNPI
kFs
Gas system
kFs
HV system
kFs
GEM
kFs
Wire
Panels
Cathodes, HV bars
Other material
Chamb. Support
WPC PNPI
Gas system
HV system
GEM
kE
kE
kE
kE
kE
kE
kE
kE
kE
2004
2005
100
250
500
150
80
200
70
300
100
900
50
800
2003
2004
182
400
109
692
58
160
51
200
67
40
576
400
70
130
70
180
50
1000
2005
80
320
51
87
47
120
40
744
TOTALE CERN+CF
100
330
1100
290
300
230
70
180
100
2700
TOTALE
80
241
880
212
200
153
47
120
80
2013
200
100
80
380
(full vat)
(50% ful
(full vat)
(50% ful
(no vat)
(no vat)
(no vat)
(no vat)
32(full vat)
Profilo CORE globale (KCHF)
Anni
Common Fund
Camere Mu
<2002 2003 2004 2005 2006 2007 Totale
1170
500 
900
Elettronica Mu
500
DAH
TOTALE
30
180
2850
800 1000
2700
533 2217
2750
800
800
Trigger Calo
RICH
500
390
500
80
1000
500
500
1170 1430 1723 5017 1080
180 10600
- Senza IVA (~10%) - considerando uno staging di 320 kFs
e gli spares su M&O-B per ~ 130 kFs
Il PROFILO TEMPORALE di spesa ha una qualche flessibilita`
33
# Sistemare il disguido amministrativo (di alcuni anni fa) tra la sede
centrale e la Sez. Di Milano : l’INFN ha pagato al CERN per i CF di
LHCb, 55 K€ piu` di quanto e` stato messo a carico del Gruppo1.
(CSN1 assegnazione a Mi  restituzione a LNF)
34