[論文レビュー] Using XDAQ in Application Scenarios of the CMS Experiment

V. Brigljević, Brigljevic, V.+32 more|ArXiv.org|May 26, 2003

Particle Detector Development and Performance参考文献 14被引用数 24

ひとこと要約

本論文では、CERNのCMS実験向けに開発された汎用データ取得ソフトウェアフレームワークであるXDAQを提示する。本フレームワークは、トラッカー局所DAqやミューオンチャネル検証といった多様な応用シナリオにおいてその有効性を示しており、分散型で多様な検出器システムと共同作業ワークフローを効果的にサポートしている。本フレームワークは、複雑な高エネルギー物理学分野のデータ取得ニーズに応じてスケーラブルかつ適応可能であることが実証された。

ABSTRACT

XDAQ is a generic data acquisition software environment that emerged from a rich set of of use-cases encountered in the CMS experiment. They cover not the deployment for multiple sub-detectors and the operation of different processing and networking equipment as well as a distributed collaboration of users with different needs. The use of the software in various application scenarios demonstrated the viability of the approach. We discuss two applications, the tracker local DAQ system for front-end commissioning and the muon chamber validation system. The description is completed by a brief overview of XDAQ.

研究の動機と目的

• CMS実験の複雑で分散型のニーズを満たせる柔軟で再利用可能なデータ取得フレームワークの開発を目的とする。
• 異なるハードウェア、ネットワーキング、処理要件を有する複数のサブディテクタを統合する課題に対処することを目的とする。
• リアルタイムのデータ取得において、多様な運用および分析ニーズを有する分散チーム間の協働を可能にすることを目的とする。
• XDAQの実用性を、トラッカーおよびミューオンチャンバーなどの重要なCMSサブシステムへの実装を通じて検証することを目的とする。
• 多様な検出器システム間での拡張性と相互運用性をサポートする汎用ソフトウェア環境を確立することを目的とする。

提案手法

• データフローを分散コンポONENT間で処理できるモジュラーでイベント駆動型のソフトウェアフレームワークとしてXDAQを設計する。
• サブディテクタおよび処理ユニットのプラグイン統合を可能にするコンポONENTベースのアーキテクチャを実装する。
• 標準化された通信プロトコルを用いて、多様なネットワーキング環境とリモート協働をサポートする。
• XDAQを2つの主要なCMSシナリオに適用する：フロントエンドのコンmissioning用のトラッカー局所DAqおよびミューオンチャネル検証。
• XDAQを地理的に分散したチームやシステム間でのデータ取得、モニタリング、制御を管理するように構成する。
• 検出器のコンmissioningおよび運用中に変化する要件をサポートするため、XDAQの拡張性を活用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 汎用データ取得フレームワークは、CMS実験の多様で分散型の要件を効果的に管理できるか？
• RQ2 XDAQは、複雑で複数のサブディテクタを含む環境において、リアルタイムのデータ取得と制御をどの程度効果的にサポートできるか？
• RQ3 XDAQは、異なるハードウェアおよびソフトウェア制約を有するさまざまな検出器サブシステムに、どの程度再利用可能で適応可能か？
• RQ4 XDAQが高エネルギー物理学分野における分散チーム間の協働を支援するための主要なアーキテクチャ的特徴は何か？
• RQ5 XDAQは、トラッカーおよびミューオンチャネル検証のような重要なコンmissioningシナリオで、どの程度の性能を示すか？

主な発見

• XDAQは、フロントエンドのコンmissioning中にトラッカー局所DAqシステムでリアルタイムのデータ取得と制御を成功裏に実現した。
• ミューオンチャネル検証システムは、複数の検出器コンポONENTを横断する複雑な分散型データフローを管理できるXDAQの能力を示した。
• XDAQのモジュラーでコンポONENTベースの設計により、多様なサブディテクタおよび処理ユニットのシームレスな統合が可能になった。
• フレームワークは、多様なネットワーキングおよびハードウェア構成をサポートし、実際のCMS展開シナリオにおいても堅牢であることが実証された。
• XDAQは、統一的で拡張可能なソフトウェアインターフェースを提供することで、分散チーム間の効果的な協働を可能にした。
• 応用シナリオは、大規模な高エネルギー物理学実験においてスケーラブルで再利用可能なフレームワークとしてのXDAQの実用性を確認した。