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Project Meeting Insights: ASDEX Upgrade & Data Acquisition Systems (2006)

This document outlines the key discussions and findings from the ASDEX Upgrade project meeting held in Garching on May 3, 2006. It highlights advancements and challenges in data acquisition systems, diagnostics integration, and the performance of data handling across various hardware configurations, including High-Speed Data Acquisition using SunFire servers. Discussions included multicast tests, database systems for data archiving, and proposals for improving real-time data processing. The report serves as a comprehensive overview for stakeholders involved in experimental data processing in fusion research.

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Project Meeting Insights: ASDEX Upgrade & Data Acquisition Systems (2006)

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Presentation Transcript

  1. Projektbesprechung XDV P. Heimann Garching, 3.5.2006 Projektbesprechung 2006

  2. XDV (Experimentnahe Datenverarbeitung) • ASDEX Upgrade • Diagnostiken • W7-X • Design Review 2005 • CoDaStation Prototypen • Multicast Tests • Datenbank • Integration Steuerung und Datenerfassung • Confix Datenbank Editor • Weitere Aufgaben • Datenanalyse • Systemtest an der Wega • ITER Mitarbeit Projektbesprechung 2006

  3. ASDEX-Upgrade Datenerfassung SunFire240 1-2 GB 1-2 Proc Solaris10 8 Inputs From ADCs 8 Inputs From ADCs Hotlink PCI Hotlink PCI Data acquisition for ~10 seconds all data is stored in main maemory SunFire Server Network Switch acquired data Temporary storage fast access Max 20MByte/Channel Transfer (later) into AFS archive Online Access AFS Projektbesprechung 2006

  4. ASDEX-Upgrade Datenerfassung Mirnov coils 64-96 channels 2 MSamples/chan Hardware: 64-96 14-Bit ADCs 8-12 Hotlink Boards 4-6 SunFire 240 1 GB Mem & 1 UltraSparcIV processor Data volume/shot: 2,5 GB SXR (Soft X-Ray) 128-256 channels 0.5 - 2 MSamples/chan *) Hardware: 128-256 14-Bit ADCs 16-32 Hotlink Boards 8-16 SunFire 240 each 2 GB Mem & 2 UltraSparcIV processors Data volume/shot: 2,5 GB *) 96 channels with 0.5 MS 32 channels with 2 MS FILD (Fast Ion Loss) 16-20 channels 2 MSamples/chan Hardware: 16-20 14-Bit ADCs 2-3 Hotlink Boards 1-2 SunFire 240 each 2 GB Mem & 2 UltraSparcIV processors Data volume/shot: 700 MB 208 channels produce almost 6 GByte of data per shot blue = actual setup Echtzeit MSE Diagnostik: 8 Kanäle duplizieren und in einem separaten Rechner verarbeiten Ergebnis wird an die Steuerung geschickt, Zeitraster 50-100 ms Projektbesprechung 2006

  5. Design Review 2005 • Bestätigung der Konzepte • Monitoring • Diskussionspunkte • Multicast • Objectivity Database • Elektronic Logbook • Performance • Prototyping PLM Dokument 1-GBD-C0038 und 1-GBD-C0044 Projektbesprechung 2006

  6. Datenerfassungssysteme • ECRH • 2 Timegroups (2 CTDC) • Kontinuierlich 1KHz, 8 Kanäle, Monitoring, NI6250 • Getriggert (pre/post trigger) 2MHz, 4 Kanäle, NI6133 • Windows XP • SPS Datenerfassung • Kryo System • Echtzeit Datenbus Datenerfassung • Kontrollspulen Projektbesprechung 2006

  7. Datenerfassungssysteme • Spektrometer • ActonSpectraPro150 (Linux, Acton Sprectra Pro 150 Spectrometer mit RS232, Labor) • CISSpectrometer (Windows XP, Sensicam CCD Kamera, PCI-6040E, Wega) • FramegrabberMicroEnable (Framegrabber microEnableIII PCI, PhotonFocus MV-D1024-28 Kamera mit Camlink, TDC, Labor) • MicroSpectrometer (Windows NT, OceanOptics PC2000 MicroSpectrometer, extern mit PCI Interface, TDC, Labor) • Micromax (Windows XP, Roper Micromax 512FT CCD Kamera mit ST133 Kamera Controller mit PCI Interface, TDC, Wega) • PCOSensicam (Windows NT, PCO Sensicam CCD Kamera mit PCI Interface, TDC, Labor) • SopraEchelle (Linux, GPIB Interface, Sopra UHRS F1150 Echelle Spectrometer, Wega) • Spex1250M (Windows NT, Spex 1250M Spectrometer mit RS232, soll an die Wega) Projektbesprechung 2006

  8. Multicast Tests • Datenverluste wurden bei Kommunikation mittels IP Multicast/UDP festgestellt (z.B. Monitoring) • Untersuchung im Rahmen einer Masterarbeit • Verluste beim Sender  nein • Verluste auf dem Netzwerk  nein • Verluste beim Empfänger  ja • Untersuchung UDP-Empfang des OS (linux) • Pakete werden im OS-stack verworfen • Puffergrößen optimieren • Datenversand optimieren: viele kleine Daten vermeiden; Datenbündelung durchführen Projektbesprechung 2006

  9. Alternative für Archivdatenbank • Erfahrungen bei SLAC/BABAR • Weltweit eine der größten Datenbanken (1 PetaByte) • Probleme: • Objectivity Release hinkt hinter Betriebssystem hinterher • Performance Probleme beim Lesen von Events • Probleme bei einem Serverausfall • Lösung: • Eigenentwicklung:Xrootd/root System • relationale Datenbank zum „bookkeeping“ (Oracle, MySQL, …) • Datenbankinterface unabhängig von Datenbank (http://xrootd.slac.stanford.edu/) Projektbesprechung 2006

  10. Integration Steuerung Datenerfassung • Konfigurations und Segment Datenbank • Gemeinsame Datenbank (Objectivity) • TCP/IP Interface zu Objectivity • Konfiguration und Segmente für die Steuerung (FCS, vxWorks) • Konfiguration und Segmente für CoDaStations • Integration aller Datenstrukturen der Steuerung • Konfiguration • Segmentdefinitionen, Szenarien • Suchen nach Objekten Projektbesprechung 2006

  11. W7-X Kommunikation Central Control System Central Sequence Control Segment Control Operational Management Slow control XControl Operator Console Safety System Is used as local PLC, if a Component has no need for control! common PLC Emergency stop Signalize Safety Station Speaker Operational Safety PLC Hardware Management Interface Enable signals ET200-S Slow control Status signals XControl Sequence control Hardware CoDaS FCS Enable/Disable Component Projektbesprechung 2006

  12. Datenbank Editor (Confix) • 1.Stufe: Allgemeine Editorfunktionen für einzelne Objekte • Bedienoberfläche • Vergleich von Objekten • Properties • Editieren von Referenzen und Objekten • Abspeichern in der Datenbank • 2. Stufe: Integration von W7X-spezifischen Kriterien • Objekt-Freigaben • Datenbank Zugriff (Autorisierung, Authentifizierung) • Aufstellen von Segmenten • Bearbeiten von Szenarios • 3. Stufe: Spezielle Editorfunktionen und Multi-Objekt Funktionen • Suchen und Ersetzen von Objekt-Referenzen/Bäumen • Notwendige Kopiervorgänge beim Editieren automatisieren • Editieren von mehrfach referenzierten Objekten • Undo-Funktion (nur eine Ebene) • Assistenten für spezielle Editiervorgänge Erzeugen komplexer Objekte (wie CoDaStationDesc)Interaktionen mit dem Xconfig • 4. Stufe: Komfortfunktionen und Dokumentation Projektbesprechung 2006

  13. Confix Projektbesprechung 2006

  14. Weitere Aufgaben • Daten Analyse: • Standard Zugriff auf alle Daten im Archiv (Zusammenarbeit mit Diagnostik Software Gruppe, z. B. MDSplus Datenserver) • Wega: (noch nicht entschieden) • Implementierung des W7-X Systems für Steuerung und Datenerfassung • Test des Zusammenwirkens aller Komponenten • Verbesserung durch Vorschläge der Benutzer • ITER Mitarbeit: • Überarbeitung des CODAC Papiers • Mitarbeit bei den Workpackages • Data logging, Data storage, Data access Projektbesprechung 2006

  15. XDV Mitarbeiter Aufgabenschwerpunkte: T. Bluhm (W7-X Physik) Spektrometer,Videosysteme P. Heimann (RZ) CoDaSoftware, Design Ch. Hennig (W7-X Physik) Monitor Server, Konzept H. Kroiss (E2) Bedienungswerkzeuge,Datenbank Editor(Confix) G. Kühner (W7-X Physik) System Konfiguration, Design H. Kühntopf (W7-X Physik) Monitor Klienten, Confix J. Maier (RZ) Datenbank System M. Zilker (RZ) Hardware Unterstützung, AUG Projektbesprechung 2006

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