Hardwarová akcelerace klastrování dat z pixelových detektorů ionizujícího záření

Show simple item record
dc.contributor.advisorBurian Petr, Ing. Ph.D.
dc.contributor.authorSivera, Richard
dc.contributor.refereeUrban Ondřej, Ing.
dc.date.accepted2024-6-11
dc.date.accessioned2024-07-12T09:08:43Z
dc.date.available2023-10-6
dc.date.available2024-07-12T09:08:43Z
dc.date.issued2024
dc.date.submitted2024-5-24
dc.description.abstractPráce se zabývá akcelerací klastrování pixelových dat z detektoru Timepix3 ve vyčítacím zařízení Katherine, což je odlišný přístup od klastrování na PC. Akcelerace klastrování v zařízení snižuje zatížení PC a nároky na propustnost Ethernetové sběrnice. První část práce je věnována teoretickému rozboru tématiky a rešerši dostupných algoritmů. Druhá část práce je věnována optimalizaci vybraného algoritmu, paralelizaci klastrování a implementaci do zařízení Katherine Gen2. Vybraný algoritmus "baseline" byl výkonově optimalizován o 124,7 %. Následně byl paralelizován až do 16 výpočetních vláken PC, kde vykázal 7x nárůst výkonu. Nakonec byl algoritmus implementován v Katherine na dvoujádrovém procesoru ARM Cortex A9 a akcelerován na jednom výpočetním vlákně. Bylo prezentováno, že algoritmus dosahuje výkonu klastrování v řádu stovek kHit/s. Výstupem implementovaného algoritmu jsou klastry nebo histogramy energií, které jsou odesílány z Katherine do PC přes TCP komunikaci. K tomu byl vytvořen obslužný PC program s GUI, který umožňuje konfiguraci způsobu klastrování a post-processing naměřených dat.cs
dc.description.abstract-translatedThis work describes clustering acceleration of Timepix3 pixel data in readout device Katherine, which is a different approach from clustering in PC. Clustering in the device lowers computational load on the PC and required bandwidth of Ethernet bus. First part of the work is dedicated to theoretical analysis and research of available algorithms. Second part of the work is dedicated to optimization of chosen algorithm, clustering parallelization and implementation of the algorithm in Katherine Gen2. The chosen algorithm "baseline" was optimized by 124,7 % and parallelized into 16 computational threads, which yielded 7x higher clustering performance. Subsequently, the algorithm was implemented in the devices dual core ARM Cortex A9 processor and accelerated in one thread. The implemented algorithm reached maximum performance in the order of hundreds of kHit/s. Resulting clusters and energy histograms are then sent from Katherine to PC via TCP communication. For this, a GUI PC program was created, which enables the user to configure the clustering and post-process the data.en
dc.description.resultObhájeno
dc.format60 s. (107 000 znaků)
dc.identifier92880
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11025/56768
dc.language.isocs
dc.publisherZápadočeská univerzita v Plzni
dc.rightsPlný text práce je přístupný bez omezení
dc.subjectklastrovánícs
dc.subjectalgoritmuscs
dc.subjectvýkon algoritmucs
dc.subjectpixelová datacs
dc.subjectionizující zářenícs
dc.subjecttimepix3cs
dc.subjectpixelový detektorcs
dc.subjectkatherine readoutcs
dc.subjectburdamancs
dc.subjectparalelizacecs
dc.subjectarm cortex a9cs
dc.subjectfpgacs
dc.subjectc++cs
dc.subjectqt frameworkcs
dc.subject.translatedclusteringen
dc.subject.translatedalgorithm performanceen
dc.subject.translatedpixel dataen
dc.subject.translatedionising radiationen
dc.subject.translatedtimepix3en
dc.subject.translatedpixel detectoren
dc.subject.translatedkatherine readouten
dc.subject.translatedburdamanen
dc.subject.translatedparallelizationen
dc.subject.translatedarm cortex a9en
dc.subject.translatedfpgaen
dc.subject.translatedc++en
dc.subject.translatedqt frameworken
dc.thesis.degree-grantorZápadočeská univerzita v Plzni. Fakulta elektrotechnická
dc.thesis.degree-levelNavazující
dc.thesis.degree-nameIng.
dc.thesis.degree-programElektronika a informační technologie
dc.titleHardwarová akcelerace klastrování dat z pixelových detektorů ionizujícího zářenícs
dc.title.alternativeHardware clustering of particle detector dataen
dc.typediplomová práce

Files

Original bundle
Showing 1 - 4 out of 4 results
No Thumbnail Available
Name:
Hardwarova akcelerace klastrovani dat z pixelovych detektoru ionizujiciho zareni.pdf
Size:
3.92 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Plný text práce
Download
No Thumbnail Available
Name:
PosudekOponentaSTAG-UrbanO-272737.pdf
Size:
62.95 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek oponenta práce
Download
No Thumbnail Available
Name:
PosudekVedoucihoSTAG-BurianP-97096.pdf
Size:
59.71 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek vedoucího práce
Download
No Thumbnail Available
Name:
ProtokolSPrubehemObhajobySTAG.pdf
Size:
41.69 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Průběh obhajoby práce
Download

Collections

Theses (KEI)