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Les cartes LATOME

Lors de la phase I d’amélioration du détecteur Atlas prévu en 2019, une grande partie de l’électronique du détecteur devra être remplacée, et ce pour deux raisons principales : le vieillissement des cartes électroniques, qui augmente la possibilité de panne, et les limitations du processus de sélection des données (trigger) en termes de granularité, de latence et de bande passante, qui seront clairement insuffisantes face à l’augmentation de la luminosité délivrée par le LHC lors de la phase I.

La chaine de sélection doit donc être améliorée avec une électronique adaptée en termes de vitesse d’acquisition ( 800Gbps/carte) et de traitement des données. le LAPP a conçu un tout nouveau type de cartes dédiées au trigger, nommées LATOME. Cette carte s’affranchit du signal trigger qui arrive sur les cartes Front-End, ce qui permet une plus grande souplesse dans le choix des collisions intéressantes pour la physique.

Pour cette phase de développement, le LAPP a travaillé sur un démonstrateur (ABBA) permettant de valider un certain nombre de points, notamment la possibilité de recevoir et de renvoyer un tel débit de données, la capacité à réaliser les calculs dans le temps imparti et la maîtrise du standard ATCA (Standard de systèmes électroniques largement utilisé pour les télécommunications). Ce démonstrateur a été installé sur le détecteur en 2013. Il a été capable de recevoir et d’émettre des données sur 24 fibres optiques simultanément, avec un débit de 8.5 Gigabits par seconde.

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Depuis 2012, le groupe ATLAS du LAPP a développé une partie de l’électronique chargée de gérer ce très haut débit de données, proche de 25Tb/s. Les cartes appelées LATOME - en référence à un fameux fromage savoyard, la tome des Bauges - calculent l’énergie et le temps d’arrivée des signaux venant des supercellules, avant de les transmettre au système chargé de la décision. En 2019, 150 cartes furent produites et testées au laboratoire. Elles sont en cours d’installation dans les châssis ATCA dans la salle de comptage située près du détecteur ATLAS, à 100 mètres sous terre.

Le LAPP a également développé la carte IPMC qui permet de contrôler les cartes du châssis ATCA (y compris les LATOMEs) et qui est utilisée par plusieurs sous-systèmes d’ATLAS.

Contact : Thibault Guillemin (thibault.guillemin@lapp.in2p3.fr)