Systèmes temps réel

Carte MATACQ

Acquisition

L’expérience T2K constitue un engagement particulièrement fort du Dapnia dans le domaine de l’acquisition de données. La responsabilité du Dapnia couvre l’ensemble de l’électronique des détecteurs Micromegas équipant trois chambres à échantillonnage temporel (TPC) représentant un total de 120 000 voies. Ce projet exploite notamment l’expertise du Dapnia en microélectronique analogique et s’appuie sur un large socle de compétences en architecture système, en conception de cartes électroniques analogiques et numériques complexes, ainsi qu’en intégration électrique, mécanique et thermique de ces éléments.
La période écoulée a vu l’installation et la mise au point du système d’acquisition de l’expérience de recherche de matière noire Edelweiss2 pour une première phase à 21 bolomètres. Les contributions principales sont la conception et la réalisation de l’électronique assurant la synchronisation globale du système et le regroupement des données numérisées ainsi que le développement du logiciel temps réel d’acquisition, de traitement et de stockage des données.
Le Dapnia assure, par ailleurs, la conception et la réalisation du dispositif de sélection en ligne de second niveau de l’expérience Hess2. Un développement original, basé sur une batterie de FPGA intégrant un processeur, est en cours d’étude pour effectuer les opérations de traitement d’image en respectant une contrainte particulièrement forte sur la cadence de traitement.

Basée sur une mémoire analogique développée en collaboration entre l’IN2P3/LAL et le Dapnia, la carte Matacq réalise la numérisation de signaux analogiques sur une dynamique de 12 bits à une fréquence de 2 GHz ; elle est fabriquée et commercialisée sous licence par deux partenaires industriels. Une centaine d’exemplaires de cette carte sont actuellement utilisés, de par le monde, principalement dans des laboratoires de recherche.

L'électronique pour les systèmes spatiaux

Le Dapnia développe, également, les fonctions électroniques indispensables à la mise en œuvre de systèmes de détection novateurs pour l’instrumentation scientifique spatiale. Ces systèmes de détection répondent aux besoins variés des thématiques scientifiques et couvrent l’ensemble du spectre électromagnétique, allant des rayons gamma, X, visibles, infrarouges, jusqu’aux ondes submillimétriques. L’exploitation de tels détecteurs nécessite fréquemment l’emploi de moyens cryogéniques et le développement de l’électronique associée.
Les développements réalisés au Dapnia dans le cadre de la mission Herschel illustrent parfaitement ces besoins. Pour l’instrument Spire, une unité électronique, comprenant 350 voies à très bas bruit (quelques nV/Hz^1/2) et de grande dynamique (20 bits) a, ainsi, été conçue en collaboration avec le Jet Propulsion Laboratory, responsable de la fabrication des bolomètres. Dans le cadre de l’instrument Pacs, un système électronique analogique a été développé pour l’exploitation de matrices de bolomètres réalisées par le CEA/Leti. Il comprend, outre les 160 voies de traitement analogique, les fonctions de polarisation du détecteur et du système cryogénique. Les mesures de température (10 µK de résolution à 300 mK) ont fait l’objet d’un développement en collaboration avec le Service des basses températures du DSM/DRFMC (Grenoble). Afin d’assurer la communication de cette unité avec le reste de l’instrument, une interface au standard ESA SpaceWire a été réalisée par le Dapnia et diffusée au sein du consortium Pacs. La compatibilité électromagnétique de ces unités a été validée au Dapnia avant la livraison finale.
Enfin, les équipes du Dapnia sont impliquées dans de nouveaux projets, comme la conception et la réalisation de l’unité de traitement scientifique du satellite Eclairs

#2201 - Màj : 16/10/2007

Le Département d'Électronique des Détecteurs et d'Informatique pour la Physique

Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers

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L'électronique pour les systèmes spatiaux