PROGETTO DI UN SISTEMA DI ACQUISIZIONE E CONTROLLO PER RILEVATORE DI RAGGI COSMICI

Date Issued
November 13, 2025
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Abstract
Questo documento descrive il progetto del Firmware di un sistema di acquisizione e controllo per strumenti di rivelazione di raggi cosmici. Sono descritti i vari moduli-IP (Intellectual Property) necessari per realizzare l’acquisizione tramite campionamento ad 1GSMP/s di eventi rapidi caratterizzati da una durata temporale dell’ordine dei nanosecondi, generati ad esempio da radiazione Cherenkov prodotta da sciami elettromagnetici e, contemporaneamente, l’acquisizione di eventi con una durata più lunga, dell’ordine delle decine di nanosecondi o maggiori, generati ad esempio da fluorescenza atmosferica prodotta da sciami adronici. Questo documento descrive anche i moduli-IP dedicati alla lettura dei Peak-Detector analogici, alla gestione dei Trigger e del TimeStamp temporale tramite segnale PPS, alla lettura degli Housekeeping e Rate-Meters, alla generazione di impulsi di test, alla gestione della modulistica di servizio, ed infine alla gestione della comunicazione con un computer Host. La descrizione funzionale dei moduli è realizzata in codice VHDL e i dispositivi FPGA utilizzati sono della famiglia CYCLONE-V di ALTERA (Intel), come pure l’ambiente di sviluppo Quartus. Per i test sono stati utilizzati rivelatori sia di tipo SIPM che MaPMT, connessi ai relativi Front-End sia di tipo ASIC, come il RADIOROC della Weeroc, sia con elettronica discreta custom ad alta velocità.
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