Preparation

Firmware

Firmwareのversionが古い場合，新しいversionをもってくる．

• $ git clone https://gitlab.cern.ch/YARR/YARR-FW.git YARR-FW-20yymmdd
• 20yymmdd：downloadした日付

• （Ohio cardのそれぞれのPortに載っているパーツがAC or DCか確認する）
• JTAGをXpressk7とPCのUSBポートに接続．
• $ source /opt/Xilinx/Vivado/2019.02/setting64.sh
• $ cd YARR-FW-20yymmdd/scripts
• $ ./flash.sh or $ python flash.py
  • flash.shの場合は，該当するbit fileをstrageからinstallする．old versionやFNAL versionなどはない．
  • flash.pyの場合は，YARR-FW-20yymmdd下にあるbit fileから選ぶことができる．よく，syn/xpressk7下に置いたりする（？）
• 基本的に以下のversionを選択する．
  • Xpressk7_325 （現在持っているXpressk7のversionが325というものらしい）
  • Ohio card
  • 160Mbps
  • 4x4 (data line数）（FNALのように1つtrigger用=DCだと3x4）
• 問題なく焼き終えたらreboot．（焼くのにだいたい10分くらいかかる）

Check Communication with XpressK7

Softwareが古い場合，新しいversionのを持ってくる．

• $ git clone https://gitlab.cern.ch/YARR/YARR.git YARR-20yymmdd
• $ cd YARR-20yymmdd
• $ cmake -j4 (?)

• $ cd YARR-20yymmdd
• $ ./bin/specBenchmarkDma

Config File

scanをする際にcontroller configやconnectivity config, scan configを指定する必要がある．

connectivity config

• Xpressk7 (Ohio card)のどのportを使い，どのchip config fileを使うかを指定．
• "config": 使用するchip config file. 存在しない場合は自動的にdefaultのが作られる．
• "tx": talk channel. (0,1,2,3)=port(A,B,C,D)
• "rx": read channel. (0,1,2,3)=port(A,B,C,D)
• "enable": 使用するか否か．0 or 1
• "locked": chip config fileの書き換えの有効化．0 or 1

• 基本的にいじる必要はないが，以下に詳しく書いている．
• https://gitlab.cern.ch/YARR/YARR/-/blob/master/docs/scanconsole.md
• https://gitlab.cern.ch/YARR/YARR/-/blob/master/docs/rd53a.md

• EnCoreCol [Diff1,2/Lin1,2/Sync]: Front Endごとにマスクするなら，65535->0, 1->0にする．
• DiffLcc (En): Leakage Current Compensation bias (En: 1 is enable)
• Sldo[Analog/Digital]Trim: analog or digital regulator output voltage trim.
  • RD53A とのcommunicationでinvalid dataを受け取る場合，この数値を変えると解決する場合がある．(22->19とか）
• Name: scan結果のデータやhistogramの名称．

Katsuya Sato - 2020-08-19

Configure Chip and Run Scan, Tune

参照：https://gitlab.cern.ch/YARR/YARR/-/blob/master/docs/rd53a.md

基本的にscanをする際は，

$ ./bin/scanConsole -r configs/controller/specCfg.json -c configs/connectivity/CONNECTIVITY.json -s configs/scans/rd53a/SCAN.json [OPTION]

[OPTION]

• -p: histogram plotting enable
• -m 0: No change masks
• -m 1: reset masks
• (no add -m: add masks)

Digital / Analog Scan

$./bin/scanConsole -r configs/controller/specCfg.json -c configs/connectivity/example_rd53a_setup.json -s configs/scans/rd53a/std_digitalscan.json -p

$ ./bin/scanConsole -r configs/controller/specCfg.json -c configs/connectivity/example_rd53a_setup.json -s configs/scans/rd53a/std_analogscan.json -p

Threshold Scan

$ ./bin/scanConsole -r configs/controller/specCfg.json -c configs/connectivity/example_rd53a_setup.json -s configs/scans/rd53a/std_thresholdscan.json -p

Range

• defaultでは，Vcal:50-300 i.e. 500e-3000eしか測れない．
• scans/rd53a/std_thresholdscan.jsonの中の"parameter":"InjVcalDiff"のmax,minを変更すればよい．
• inject charge [e]~Vcal*10

ToT (Time over Threshold) Scan

$ ./bin/scanConsole -r configs/controller/specCfg.json -c configs/connectivity/example_rd53a_setup.json -s configs/scans/rd53a/std_thresholdscan.json -p -t [CHARGE] [Target ToT ]

ToT Scanをする際はinject charge=MIPが落とすcharge~10k[e]を入力する．（1um siliconに対しておよそ80electrons）

Tune

Tunigはscriptsが用意されている．（詳しくは中を見てほしい）これには引数が必要で，

$ ./scripts/tune-rd53a.sh [1st Target Threshold] [2nd Target Threshold] [Inject Charge] [Target ToT ] configs/controller/specCfg.json configs/connectivity/example_rd53a_setup.json

• [1st Target Threshold]: Linear Front Endをtuningする際に使われる．final targer thresholdが1500eの場合は，[1st Target Threshold]=2000とか？
• [2nd Targer Threshold]: final target threshold.
• [Inject Charge]: 10000 (10k[e])
• [Targer ToT ]: 7 or 8 [b.c]とか．（final thresholdと関係する）
• controller configやconnectivity configの前に"-r"や"-c"は不要．

Cross-Talk Scan

$ ./bin/scanConsole -r configs/controller/specCfg.json -c configs/connectivity/example_rd53a_setup.json -s configs/scans/rd53a/std_crosstalk_scan.json -p

Inject Pattern

• scan configの中の"maskSize"
• readout pixel (center)に対して上下左右どのpixelにchargeをinject (max:40ke)するか指定する．
• maskSize=(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11)

• defaultだと全てのpixelを読んでくれるわけではない．analog scanのようにすべてのpixelを読み込むためには，
• "loopAction": "Rd53aMaskLoop"の中の"max":1536->64に変更すればよい．
• "loopAction": "Rd53aCoreColLoop"の中の"nSteps"は1でも問題なく動く．（analogscanは5で，これにするととても時間がかかる）

Source Scan

参照： SelfTriggerScan

参照： ExtTriggerScanFNAL

Scan後に.raw dataを作成させるには，scan configに"algorithm": "DataArchiver"の項を追加する必要がある．

（.raw dataを解析するのは，plotting/read_rawData or bin/analyseRawDataを使えばよい）

-- Katsuya Sato - 2020-08-19