Charged Particle Tracking in Real-Time Using a Full-Mesh Data Delivery Architecture and Associative Memory Techniques - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Journal of Instrumentation Année : 2022

Charged Particle Tracking in Real-Time Using a Full-Mesh Data Delivery Architecture and Associative Memory Techniques

Sudha Ajuha
  • Fonction : Auteur
Ailton Akira Shinoda
  • Fonction : Auteur
Lucas Arruda Ramalho
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Massimo Casarsa
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Andre Cascadan
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Emyr Clement
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Thiago Costa de Paiva
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Souvik Das
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Suchandra Dutta
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Ricardo Eusebi
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Giacomo Fedi
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Vitor Finotti Ferreira
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Kristian Hahn
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Zhen Hu
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Sergo Jindariani
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Jacobo Konigsberg
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Tiehui Liu
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Jia Fu Low
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Emily Macdonald
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Jamieson Olsen
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Fabrizio Palla
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Nicola Pozzobon
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Denis Rathjens
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Luciano Ristori
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Roberto Rossin
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Kevin Sung
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Nhan Tran
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Marco Trovato
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Keith Ulmer
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Mario Vaz
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Sebastien Viret
Jin-Yuan Wu
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Zijun Xu
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Silvia Zorzetti
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Résumé

We present a flexible and scalable approach to address the challenges of charged particle track reconstruction in real-time event filters (Level-1 triggers) in collider physics experiments. The method described here is based on a full-mesh architecture for data distribution and relies on the Associative Memory approach to implement a pattern recognition algorithm that quickly identifies and organizes hits associated to trajectories of particles originating from particle collisions. We describe a successful implementation of a demonstration system composed of several innovative hardware and algorithmic elements. The implementation of a full-size system relies on the assumption that an Associative Memory device with the sufficient pattern density becomes available in the future, either through a dedicated ASIC or a modern FPGA. We demonstrate excellent performance in terms of track reconstruction efficiency, purity, momentum resolution, and processing time measured with data from a simulated LHC-like tracking detector.

Dates et versions

hal-03824429 , version 1 (21-10-2022)

Identifiants

Citer

Sudha Ajuha, Ailton Akira Shinoda, Lucas Arruda Ramalho, Guillaume Baulieu, Gaelle Boudoul, et al.. Charged Particle Tracking in Real-Time Using a Full-Mesh Data Delivery Architecture and Associative Memory Techniques. Journal of Instrumentation, 2022, 17 (12), pp.P12002. ⟨10.1088/1748-0221/17/12/P12002⟩. ⟨hal-03824429⟩
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