Discussion and preparation of a FPGA-based hardware platform with embedded operative system for data processing tasks inside the neutrino detector Hyper-Kamiokande

Abstract

[ES] El detector Hyper-Kamiokande (HK) está diseñado para estudiar los fenómenos relacionados con los neutrinos y la desintegración de protones. Para detectar estos sucesos, se utilizan fotomultiplicadores (PMT) que permiten capturar los fenómenos de Luz de Cherenkov. El funcionamiento de este sistema depende de que la detección se realice en un tanque de agua enriquecida de Deuterio. Esto plantea un problema de acceso para el mantenimiento de la electrónica que digitaliza y procesa los datos para enviarlos a un servidor externo. Este Trabajo de Fin del Máster Universitario en Ingeniería de Sistemas Electrónicos versa sobre la preparación de una plataforma de desarrollo basada en Zynq UltraScale+ MPSOC de Xilinx para alojar un sistema que se mantenga en funcionamiento durante 10 años sin necesidad de mantenimiento lo que implica un estudio de las partes que compondrán esta plataforma, así como una discusión del método más seguro de arranque y configuración de esta.

[EN] The Hyper-Kamiokande (HK) detector is designed to study phenomena related to neutrinos and proton decay. To detect these events, photomultipliers (PMT) are used to capture Cherenkov light. The operation of this system depends on the detection being carried out in a tank of Deuterium enriched water. This poses an access problem for the maintenance of the electronics that digitizes and processes the data to send them to an external server. This Final Project of the master¿s degree in Electronic Systems Engineering deals with the preparation of a development platform based on Zynq UltraScale+ MPSOC from Xilinx to host a system that will remain in operation for 10 years without maintenance, which implies a study of the parts that will form this platform, as well as a discussion of the safest method of starting and configuring it.