JPH03291594A - 宇宙線計測用自動診断機能付データ収集システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、微小で高速な宇宙線および素粒子を検出し、
多チャネルのアナログ信号処理してデータ収集処理を行
なう宇宙線および素粒子計測用のデータ収集システムの
改良に関する。

（従来の技術） 従来から、宇宙から地球に飛んでくるニュートリノとい
う素粒子を捕えて、超新星の爆発や太陽の中心等を観測
する宇宙線計測装置がある。このニュートリノは、電子
などの荷電粒子に衝突して、荷電粒子が水中を高速で走
った時に、青白いチェレンコフ光を放出する。この光を
光電子増倍管等の検出器で検出し、光の強さから荷電粒
子のエネルギーを、光が光電子増倍管に届く時間等から
荷電粒子の位置や進行方向が決定できる。

ところで、このことを利用した水チェレンコフ型宇宙線
計測システムにおいて、光電子増倍管からの微小で高速
かつランダムに発生するアナログ信号を入力し、その電
荷量とその到達時間情報とを各々比例した電圧に変換し
、それをデジタル変換する信号処理装置は、従来１枚の
基板で４チヤネルの入力を持ち、電荷量および到達時間
情報を変換し、別の基板でアナログ／デジタル変換して
、収集データを生データのまま上位計算機に送っていた
。そして、上位計算機が収集データの処理を全て行なっ
ていた。また、各モジュールの健全性は、システムの動
作を停止してハードウェアのチエツクを行なっていた。

しかしながら、このような従来の宇宙線計測用データ収
集システムにおいては、次のような問題点がある。

（ａ）宇宙線および素粒子を検出する検出器の数が増加
すればする程、上位計算機の負荷が増大することから、
より大形で高速の計算機が必要であった。

（ｂ）各モジュールの健全性を確認する時に、システム
の動作をその都度停止して、各々のモジュール毎に健全
性を確認しなければならなかったことから、健全性の確
認中に宇宙線の検出を行なうことができなかった。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来の宇宙線計測用データ収集システム
では、データ収集が高速に行なえないばかりでなく、上
位計算機の負荷が大きくなり、さらにシステム稼働中に
は構成モジュールの健全性の診断が行なえないという問
題があった。

本発明の目的は、より高速にデータ収集を行なうと共に
上位計算機の負荷を軽減することができ、しかもシステ
ム稼働中に構成モジュールの健全性の自動診断を行なう
ことが可能な極めて信頼性の高い宇宙線計測用自動診断
機能付データ収集システムを提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、宇宙線および
素粒子を検出する複数の検出器からの微小で高速な信号
を入力し、この入力信号の到達時間情報と電荷量を測定
し、デジタルデータに変換し、かつこの変換したデジタ
ルデータを第１のメモリに格納する信号処理モジュール
と、信号処理モジュールの第１のメモリに格納されたデ
ータの一次処理を行なって第２のメモリに格納する機能
、およびデータ収集処理をフントロールすると共に、上
位計算機から各モジュールの健全性を診断する旨の要求
が出されると、あらかしめ定められた診断プログラムに
従って各モジュールのハトウェアの健全性を自動診断す
る機能を有するＣＰＵ内蔵モジュールと、信号処理モジ
ュールとＣＰＵ内蔵モジュールとの間におけるデータ受
渡しをコントロールするコントローラモジュールとを備
え、ＣＰＵ内蔵モジュールの第２のメモリに格納された
データを上位計算機により読み出す構成としている。

（作用） 従って、本発明の宇宙線計測用自動診断機能付データ収
集システムにおいては、宇宙線を検出する検出器から、
微小で高速な信号を入力し、その信号の到達時間情報と
電荷量を測定し、ディジタル変換したデータを、例えば
入力チャネルと発生イベント恥毎にフォーマツティング
等の一次処理したデータを第２のメモリに格納し、上位
計算機からの要求により第２のメモリからデータを読み
出す。この場合、収集データをフォーマツティング等の
一次処理を行なってメモリに格納していることにより、
上位計算機のデータ読み出しのための負荷を軽減するこ
とができる。

また、ＣＰＵ内蔵モジュールのメモリに各モジュールの
ハードウェアの健全性をチエツクするテストプログラム
を内蔵していることにより、上位計算機からの要求によ
り各モジュールの健全性の診断を、システム動作中にお
いても自動的に行なうことができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は、本発明による宇宙線計測用自動診断機能付デ
ータ収集システムの構成例を示すブロック図である。本
実施例の宇宙線計測用自動診断機能付データ収集システ
ムは、信号処理モジュールである複数のＡＤＣ／ＴＤＣ
モジュール１と、ＣＰＵ内蔵モジュールであるメモリバ
ッファモジュール２と、コントローラモジュールである
ＴＫＯコントローラヘッドモジュール３とから構成して
いる。

ここで、ＡＤＣ／ＴＤＣモジュール１は、宇宙線および
素粒子を検出する光電子増倍管等の複数の検出器４から
の微小で高速な信号を入力し、この入力信号の到達時間
情報と電荷量を測定し、アナログ／デジタル変換してデ
ジタルデータに変換し、かつこの変換したデジタルデー
タを、第１のメモリであるＦＩＦ○メモリに格納するも
のである。

また、メモリバッファモジュール２は、個々のＡＤＣ／
ＴＤＣモジュール１のＦＩＦＯメモリに格納されたデー
タを、例えばデジタルデータにデータ転送数およびモジ
ュール・アドレスを付加してデータのフォーマツティン
グ処理等の一次処理を行ない、第２のメモリであるＢＡ
ＮＫメモリ５に格納する機能と、データ収集処理をコン
トロールすると共に、上位計算機６からＣＡＭＡＣクレ
ートコントローラモジュール７を介して各モジュールの
健全性を診断する旨の要求が出されると、内蔵のメモリ
にあらかしめ格納された診断プログラムに従って各モジ
ュールの！′％−ドウエアの健全性を自動診断する機能
とを有するものである。

さらに、ＴＫＯコントローラヘッドモジュール３は、Ａ
ＤＣ／ＴＤＣモジュール１とメモリバッファモジュール
２との間におけるデータ受渡しをコントロールするもの
である。

なお、メモリバッファモジュール２のＢＡＮＫメモリ５
に格納したデータを、上位計算機６によりＣＡＭＡＣク
レートコントローラモジュール７を介して読み出す構成
としている。

次に、以上のように構成した宇宙線計測用自動診断機能
付データ収集システムの作用について、第２図に示ナフ
ロー図を用いて説明する。

いま、検出器４が宇宙線を検出して、イベント（微小で
高速な電流パルス信号）が発生し、ＡＤＣ／ＴＤＣモジ
ュール１に入力される。すると、ＡＤＣ／ＴＤＣモジュ
ール１では、その入力１５号の到達時間情報と電荷量を
測定し、アナログ／デジタル変換し、その変換データを
ＦＩＦＯメモリに格納する。

このＦＩＦＯメモリにデータが格納されると、ＴＫＯコ
ントローラヘッドモジュール３はメモリバッファモジュ
ール２に対してサービスリクエスト割込を迭信し、メモ
リバッファモジュール２は、一定時間遅延後、コントロ
ーラヘッドモジュール３に対して、データ収集をしたＡ
ＤＣ／ＴＤＣモジュール１のスロット番号の情報を要求
し、ＴＫＯコントローラヘッドモジュール３はこれに応
して、その情報をメモリバッファモジュール２に送信す
る。そして、メモリバッファモジュール２では、その情
報に基づいて、データ収集をしたＡＤＣ／ＴＤＣモジュ
ール】に対してのみデータ読み出し要求を行ない、その
ＡＤＣ／ＴＤＣモジュール１は、メモリバッフ７モジユ
ール２にデータを送信して、メモリバッファ７に格納す
る。

この時の格納データのフォーマットを第３図に示す。第
３図に示すように、有効データ数、スロット番号、イベ
ント番号、チャネル番号を、測定したデータと共に格納
することにより、上位計算機６が必要とするイベントお
よびチャネルの情報のみを収集・処理することができる
。

一方、上位計算機６より、各モジュールの健全性を自動
診断する要求が、ＣＡＭＡＣクレートコントローラモジ
ュール７を介して、メモリバッファモジュール２に実装
されているＣＰＵに対して行なわれた時、ＣＰＵは内蔵
しているテストプログラムにより、ＡＤＣ／ＴＤＣモジ
ュール１のＦＩＦＯメモリ、ＴＫＯコントローラヘッド
モジュール３のデータ受は渡し、メモリバッファモジュ
ール２のメモリ等のチエツクを行ない、ハードウェアの
健全性をオンラインで確認することができる。

以上により、第３図の収集データ格納フォーマットのよ
うに、収集データをフォーマツティング等の一次処理し
て格納しているため、上位計算機６のデータ読み出しの
ための負荷が軽減される。

また、メモリバッファモジュール２のＣＰＵには自動診
断機能か付加されており、上位計算機６から要求を出す
ことにより、各モジュールの健全性の診断が、システム
動作中にも自動的にでき、診断中であっても、検出器４
から信号が入力されてＡＤＣ／ＴＤＣモジュール１のＦ
ＩＦＯメモリに格納されると、ＴＫＯコントローラヘッ
ドモジュール３を介して割込要求が起こって診断は中止
され、優先順位の高いデータ収集処理が実行することが
できる。

上述したように、本実施例の宇宙線計測用自動診断機能
付データ収集システムは、宇宙線および素粒子を検出す
る光電子増倍管等の複数の検出器４からの微小で高速な
信号を入力し、この入力信号の到達時間情報と電荷量を
測定し、アナログ／デジタル変換してデジタルデータに
変換し、かっこの変換したデジタルデータを、第１のメ
モリであるＦＩＦＯメモリに格納する信号処理モジュー
ルである複数のＡＤＣ／ＴＤＣモジュール１と、個々の
ＡＤＣ／ＴＤＣモジュール１のＦＩＦＯメモリに格納さ
れたデータを、例えばデジタルデータにデータ転送数お
よびモジュール・アドレスを付加してデータのフォーマ
ツティング処理等の一次処理を行ない、第２のメモリで
あるＢＡＮＫメモリ５に格納する機能と、データ収集処
理をコントロールすると共に、上位計算機６からＣＡＭ
ＡＣクレートコントローラモジュール７を介して各モジ
ュールの健全性を診断する旨の要求が出されると、内蔵
のメモリにあらかしめ格納された診断プログラムに従っ
て各モジュールのノ＼−ドウエアの健全性を自動診断す
る機能とを有するＣＰＵ内蔵モジュールであるメモリバ
ッファモジュール２と、ＡＤＣ／ＴＤＣモジュール１と
メモリバッファモジュール２との間におけるデータ受渡
しをコントロールするコントローラモジュールであるＴ
ＫＯコントローラヘッドモジュール３とから構成するよ
うにしたものである。

従って、多チャネルの宇宙線を検出する複数の検出器４
からの入力信号を測定し、変換したデータをフォーマツ
ティング等の一次処理を行なうようにしているため、上
位計算機６の負荷の堆大を防止することができ、処理ス
ピードをより一層速くすることか可能となる。また、メ
モリバッファモジュール２に自己診断のテストプログラ
ムを内蔵しているため、システム動作中であっても、メ
モリバッファモジュール２のＣＰＵにより各モジュール
の健全性を自動診断することができ、また自動診断中で
あっても、検出器４よりデータか収集されると、自動診
断を中止して収集されたデータをＢＡＮＫメモリ５に格
納することが可能となる。これにより、−早く、不良な
チャネルを判断することかでき、保守か極めて容易１こ
なる。

尚、上記実施例において、収集データを一次処理する方
法としては、データ転送数およびモシュル・アドレスを
付加してデータのフォーマツティング処理を行なう方法
以外の方法てあってもよいものである。

また、上記実施例において、メモリバッファモジュール
２にＢＡＮＫメモリ５を２つ備えるようにしているのは
、収集・格納したデータを上位計算機６が読み出し中に
、検出器４からの入力があり、データが収集された時に
おいても、収集データを格納できるようにするためであ
り、これにより空き時間なく、データの収集を行なうこ
とが可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、宇宙線を検出する
検出器から、微小で高速な信号を入力し、その信号の到
達時間情報と電荷量を測定し、ディジタル変換したデー
タを、例えば入力チャネルと発生イベント狙毎にフォー
マツティング等の一次処理したデータを第２のメモリに
格納し、上位計算機からの要求により第２のメモリから
データを読み出し、収集データをフォーマツティング等
の一次処理を行なってメモリに格納し、またＣＰＵ内蔵
モジュールのメモリに各モジュールのハードウェアの健
全性をチエツクするテスト・プログラムを内蔵するよう
にしたので、より高速にデータ収集を行なうと共に上位
計算機の負荷を軽減することができ、しかもシステム稼
働中に構成モジュールの健全性の自動診断を行なうこと
が可能な極めて信頼性の高い宇宙線計測角自動診断機能
付データ収集システムが提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による宇宙線計測用自動診断機能付デー
タ収集システムの一実施例を示すブロック図、第２図は
同実施例におけるデータ収集処理を説明するためのフロ
ー図、第３図は同実施例におけるＢＡＮＫメモリに格納
される収集データのフォーマットの例を示す図である。 １・・・ＡＤＣ／ＴＤＣモジュール、２・・・メモリバ
ッファモジュール、３・・・ＴＫＯコントローラヘッド
モジュール、４・・・検出器、５・・・ＢＡＮＫメモリ
、６・・・上位計算機、７・・・ＣＡＭＡＣクレートコ
ントローラモジュール。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）宇宙線および素粒子を検出する複数の検出器から
   の微小で高速な信号を入力し、この入力信号の到達時間
   情報と電荷量を測定し、デジタルデータに変換し、かつ
   この変換したデジタルデータを第１のメモリに格納する
   信号処理モジュールと、 前記信号処理モジュールの第１のメモリに格納されたデ
   ータの一次処理を行なって第２のメモリに格納する機能
   、およびデータ収集処理をコントロールすると共に、上
   位計算機から各モジュールの健全性を診断する旨の要求
   が出されると、あらかじめ定められた診断プログラムに
   従って各モジュールのハードウェアの健全性を自動診断
   する機能を有するＣＰＵ内蔵モジュールと、 前記信号処理モジュールと前記ＣＰＵ内蔵モジュールと
   の間におけるデータ受渡しをコントロールするコントロ
   ーラモジュールとを備え、 前記ＣＰＵ内蔵モジュールの第２のメモリに格納された
   データを前記上位計算機により読み出すようにしたこと
   を特徴とする宇宙線計測用自動診断機能付データ収集シ
   ステム。
2. （２）前記ＣＰＵ内蔵モジュールにおける一次処理とし
   ては、前記デジタルデータにデータ転送数およびモジュ
   ール、アドレスを付加してデータのフォーマッティング
   処理を行なうようにしたことを特徴とする請求項（１）
   項に記載の宇宙線計測用自動診断機能付データ収集シス
   テム。
3. （３）前記上位計算機が収納・格納したデータを読み出
   し中に検出器からの入力があり、データが収集された時
   も収集データを格納できるように２式のＢＡＮＫメモリ
   を備え、空き時間なくデータの収集を行なうようにした
   ことを特徴とする請求項（１）項に記載の宇宙線計測用
   自動診断機能付データ収集システム。