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WG1 / TF2 / YAENAMI・RAYRAWの実装と評価†

メンバー†

Technical contributors†

• 本多良太郎 (代表, KEK IPNS)
• 宮原正也 (KEK IPNS)
• 三輪浩司 (東北大)
• 坂尾珠尾 (東北大)
• 倉田綸太郎 (東北大)
• 早川修平 (東北大)
• 木河達也 (京都大)
• 有元隼太 (京都大)
• 池野正弘 (阪大RCNP)

Associate members†

• 小林信之 (阪大RCNP)
• 金田雅司 (東北大)
• Sun Young Ryu (阪大RCNP)
• 大田晋輔 (阪大RCNP)
• 白鳥昂太郎 (RCNP)
• 磯部忠昭 (理研)
• 高橋智則 (RCNP)
• 五十嵐洋一 (KEK IPNS)

実施期間†

2023年4月 - 2025年4月

概要および目的†

素粒子実験で広く使われているSiPMは、小型である特徴を生かしてfine-segmented detectorに利用されるケースが多くみられる。 多チャンネルを読み出すためのASICは鍵となる技術であり、汎用的に利用できるSiPM読み出しASICをKEKが持つ技術を利用して開発し、またそれを搭載する読み出し回路も開発する。 ASICと回路基板をそれぞれ、YAENAMIおよびRAYRAWと呼称する。

本TFでは以下を目標とする

• YAENAMIを評価するためのFPGAファームウェアの開発
• RAYRAW用いたYAENAMIの性能評価
• YAENAMIの改良と量産版の確率

機能・特徴†

YAENAMI†

YAENAMIは8ch入力の波形デジタイザASICである。詳細はユーザーガイドを参照のこと。 現在の最新バージョンはv3である。

• 入力数: 8ch
• バイアス調整DAC
• AMP/Shaper/Discriminator
• 100 MSPS (最大), 10-bit ADC
• ディスクりミネータの個別出力
• SPIによるレジスタ制御

RAYRAW v1†

RAYRAWはYAENAMI ASICを4つ搭載した汎用MPPC読み出し回路である。 本TFで開発したFPGAファームウェアは外部トリガー入力型であり、連続読み出しではない。 トリガー入力があるとFPGA内部のバッファをさかのぼり、設定した時間窓内の波形データをPCへ送信する。 通信にはSiTCPを採用しており、GbEでデータ送信とレジスタ設定を行う。

詳細はユーザーガイドを参照のこと。

図・写真等†

リソース†

• User guide
• FPGA firmware
• rayraw-soft
• rayraw-control

成果報告†

発表論文リスト†

学会・会議発表†

FY23:

• 有元隼太, 他, 32ch MPPC読み出し用ボードRAYRAWのファームウェア開発, 日本物理学会第78回年次大会, 2023
• 倉田綸太郎, 他, Development of new multi-MPPC readout electronics for the Λp scattering experiment, International school for Strangeness Nuclear Physics 2023 (SNP School 2023), 2023
• 倉田綸太郎, 他, 国産MPPC用ASICを用いた汎用読み出し回路（RAYRAW）の性能評価状況, The 2nd Workshop on Signal processing and data acquisition infrastructure (SPADI 2024), 2024
• 倉田綸太郎, 他, 32ch MPPC読み出し用ボードRAYRAWの性能評価状況, 日本物理学会2024年春季大会, 2024

FY24:

• 倉田綸太郎, 他, Development of the new MPPC readout board for the Λp scattering experiment at J-PARC Nuclear physics School for Young Scientists (NUSYS-2024), 2024
• 倉田綸太郎, 他, Performance evaluation of a new MPPC readout board "RAYRAW" for the Λp scattering experiment at J-PARC, SNP-CNS Summer School 2024, 2024
• 倉田綸太郎, 他, 次世代Λp散乱実験に向けたMPPC読み出しボード"RAYRAW"の性能評価状況, 日本物理学会第79回年次大会, 2024
• 倉田綸太郎, 他, Status of performance evaluation of new MPPC readout board, GPPU School 2024, 2024
• 倉田綸太郎, 他, Performance evaluation of new MPPC readout board for the Λp scattering experiment at J-PARC, The 4th J-PARC Symposium, 2024
• 木河達也, ニュートリノ実験におけるMPPC多チャンネル読み出しの開発と運用, 将来コライダー実験に向けた共同研究, 2024
• 宮原正也, 汎用MPPC読出しASIC“YAENAMI”の改善と評価状況, 計測システム研究会2024, 2024
• 宮原正也, 汎用MPPC読出しボード”RAYRAW"の開発状況,　The 3rd Workshop on Signal processing and data acquisition infrastructure (SPADI2025), 2025

関連リンク†

共同研究者†

関連する研究課題†

編集履歴†

V1 2025.4.24 本多良太郎