The Performance for BAQ

パフォーマンス / ライブタイムなど

● CAMAC/VME制御などの性能

(2003年4月2-9日にINL以外、すべてのコントローラを同条件で改めてデータをとり直しました)

Kinetic 3922 + 2915 PCIでのCAMAC制御の性能です。
```
CAMAC No Transfer          7.80 us
CAMAC Single Read         10.20 us/ch
CAMAC Single Write         9.90 us/ch
CAMAC Block  Read          2.62 us/ch + 8.00 us
INT Latency                4.5 us程度
```
Block Readは正しくQを返すモジュールに使えます。
FERA、Memory、Phillipsなどの賢いモジュールはもちろん、 Kaizu、Hoshin、LeCroy、Ortecなどの一般的なモジュールでも使用することができます。
(Kaizu Octal TDCの場合、Q select = Normalにして下さい)
東陽テクニカ CC/7700 + CC/PCIでのCAMAC制御の性能です。
```
CAMAC No Transfer          4.06 us
CAMAC Single Read          6.25 us/ch
CAMAC Single Write         6.02 us/ch
CAMAC Quasi Block Read     4.80 us/ch + 1.56 us
INT Latency                4 us程度
```
Quasi Block Readは同じSub-Addressでデータをシーケンシャルに読みだせるFERA、Memory、Phillipsなどの賢いモジュールに使えます。
一般的なSub-Addressを変化させて読み出すモジュールには使えません。
SBS Bit3 620 PCI-VMEでのVME制御の性能です。(DMAは計測中)
```
VME 32bit Single Read      2.40 us
VME 32bit Single Write     1.99 us
VME 32bit DMA    Read      0.43 us/ch + 1.93 us  (non Block Transfer)
VME 32bit DMA    Write        ? us
INT Latency                   ? us
```
この結果は岩佐さんが実測したものと同程度でした。(+-0.2us)
最近購入したAMD Athlon 1.6GHz Duzl でPCI slotに Ethernet、SCSI、USB2が装着されていて、さらにPCI slotが64/32 bit hybrid のもので計測したら、 Single Read = 3.31us/ch、Single Write = 2.36us/ch でした。
PCの状況によって、1.3倍ぐらい変わってしまうようです。
DMAに関しては計測中です。とりあえず、 non Block Transferモード32bit Readだけ取ってみました。 Block Transferを使わなくても、それなりに早いです。

Wiener VMEMM + PCIADA でのVME制御の性能です。

VME 32bit Single Read    1.94us/ch
VME 32bit Single Write   1.24us/ch
INT Latency                 ?us

PollingによるDead Time (BBRLの場合)
BBRLではPollingで、NBBQではInterruptで1event読みにいくか判断しています。
```
Polling Period             50us   <-- Driverの中で指定可
```
Polling Periodはデフォルトで50usですが、最近は40usでも安定して動作しています。
50usの場合平均して25us/event、40us場合は20us/eventのDead Timeが発生します。
データ転送にかかる時間
BBRLでは1Block分バッファリングして、データを転送し書き込んでいきます。
1Blockを構築する時間が以下の転送時間より短くなると、余計にDead Timeが発生します。 Trigger Rateが非常に高い(50kcpsとか)だと間に合いません。
(1台のPCでデータ収集、保存をする場合はこの限りではありません)
```
PC1->PC2 1Block Transfer & Store Data (DAT)
                           10-12ms/16KB
```

● ライブタイムを計算する

ライブタイムは以下の式で計算できます。 100掛けるとパーセントになります。
(デッドタイムは 1-ライブタイムです。)

livetime = N'/N = 1/(1+Nt)
N : Total events (Ungated Trigger) [cnt/s] 
N': Accepted events (Gated Trigger) [cnt/s] 
t : Transaction time [s]

Transaction timeを適当に見積もることで、ライブタイムを予測することができます。
また、すでに回路が組上がっている場合は、Gated TriggerにかけるVETOをオシロスコープで実測すればすぐにわかります。
ただしBBRLの場合、1Blockごとにスケーラを読み込むので、例えば1Module=12ch読む場合に、16.8+2.6x12 usだけTransaction Time が増えます。
(1Block=100eventの場合、スケーラ読み込みに必要時間は1eventあたりに換算すると0.5us程度です)

2003年1月に行なわれたR337n-2の実験では、積極的にVMEを使うことで、 1event=150words程度のデータ量にもかかわらず、 Transaction Timeを420usに抑えることができました。
CAMAC制御にKinetic 3922+2915、VME制御にSBS Bit 620 を使用しました。
(2000年秋に行なわれたR311nではCAMAC onlyのシステムで、 1event=90words程度でTransaction Timeは650usでした。このときはFERA Memory以外にBlock Readを使っていなかったので、実際はもう少しよくなります。
CAMAC制御にはKinetic 3922+2915を使いました。)
R337n-2のライブタイム

April 9, 2003
Hidetada Baba <baba@daq.rikkyo.ac.jp>