Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)

Es liegt in der Natur von Experimenten der Physik, dass mit jeder Generation die Zahl der Sensoren steigt, bei gleichzeitiger Zunahme  der Sensitivität. Das  Speichern aller Daten würde jedes Rechenzentrum überlasten ist daher nicht mehr möglich. Aus diesem Grund werden die erfassten Daten idealerweise direkt am Experiment vorverarbeitet, was beispielsweise eine Selektion relevanter Daten oder eine Rekonstruktion umfassen könnte. Hierfür sind hochspezialisierte Elektroniksysteme erforderlich, die eine parallele Prozessierung der Daten in Echtzeit ermöglichen. Diese Systeme bestehen in der Regel aus Hardware, FPGA Firmware und Software. Sie können mehrstufig sein und je nach Experiment mehrere hundert Boards umfassen. 

Wir forschen unter Verwendung modernster Verarbeitungstechnologien an Lösungen, die eine Realisierung von Großexperimenten der nächsten und übernächsten Generation ermöglichen. Hierbei kommen zunehmend heterogene Lösungen zum Einsatz, bei denen die Aufgabe in der jeweilig optimalen Zieltechnologie d.h. Software, FPGA Firmware, GPU Software, Backend-Software, etc. implementiert wird. Gleichzeitig arbeiten wir an den Lösungen welche für die aktuelle Experimentgeneration eingesetzt werden sollen. Nicht zuletzt betreuen wir Elektronik, welche sich in laufenden Experimenten im Einsatz befindet und pflegen kontinuierlich Verbesserungen entlang der Bedürfnisse der wissenschaftlichen Erkenntnisse ein. 

Zu unseren Kernkompetenzen zählen wir

  • Entwurf von Systemkonzepten für hochmoderne Datenerfassungs- und auslesesysteme
  • Systempartitionierung
  • Entwicklung von spezialisierten Leiterplatten
  • Bestückung und Inbetriebnahme der Eigenentwicklungen
  • Entwicklung von FPGA-Firmware
  • Effiziente Implementierung von Signalverarbeitungsalgorithmen in FPGAs
  • Entwicklung von hardwarenaher Software für Echtzeitbetrieb
  • Entwicklung und Implementierung von Konzepten für die Kalibration
  • Konzeptionierung, Implementierung und Integration verschiedenster Slow-Control Lösungen
  • Integration und Inbetriebnahme komplexer Datenerfassungs- und Auslesesysteme

 

Unsere Technologien

  • DAQ für Hochenergiephysik
  • DAQ für supraleitende Sensoren
  • Elektronik für Quantencomputing
  • DAQ für das KATRIN Experiment
  • DAQ für das TRISTAN Experiment