Arquitetura Multi-Core de Processadores Reconfiguráveis para Reconstrução Online de Energia no Calorímetro Hadrônico do ATLAS

Melissa  Santos Aguiar; Mariana  de Oliveira Resende; Lucca  Oliveira Facio Viccini; Kinn  Dias; Tiago  Teixeira; Luciano  Manhães de Andrade Filho; José Manoel de Seixas

doi:10.48011/asba.v2i1.1674

Melissa Santos Aguiar Universidade Federal de Juiz de Fora
Mariana de Oliveira Resende Universidade Federal de Juiz de Fora
Lucca Oliveira Facio Viccini Universidade Federal de Juiz de Fora
Kinn Dias Universidade Federal de Juiz de Fora
Tiago Teixeira Universidade Federal de Juiz de Fora
Luciano Manhães de Andrade Filho Universidade Federal de Juiz de Fora
José Manoel de Seixas Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia, COPPE/UFRJ

DOI: https://doi.org/10.48011/asba.v2i1.1674

Keywords: Processadores, FPGA, Multi-core, Hardware reconfigurável, Reconstrução de energia

Abstract

Calorímetros são sistemas usados para medir a energia de partículas fundamentais que atravessam o seu material. Para tal, pulsos elétricos são gerados por sensores posicionados ao longo do material absorvedor do calorímetro. Técnicas de processamento digital de sinais são empregadas para detectar e estimar parâmetros destes pulsos de forma a inferir a energia das partículas. Tais técnicas, quando implementadas online, necessitam ser de baixa complexidade para que seja possível a sua implementação em hardware dedicado. No entanto, técnicas baseadas em teoria de Representação Esparsa (RE) de dados vêm se destacando quanto à eficiência de reconstrução, mas, devido ao seu alto custo computacional, ainda não são utilizadas como uma opção para processamento online. Neste trabalho, é apresentada a customização de um processador e sua utilização em uma arquitetura multi-core em FPGA, possibilitando a implementação online de técnicas baseadas em RE. Para demostrar seu funcionamento, foi utilizado o calorímetro hadrônico do Experimento ATLAS como ambiente de aplicação.