151■会議報告

Open-It 2010 会議報告
KEK 素粒子原子核研究所

田 中真 伸manobu.tanaka@kek.jp
2010 年 11 月 11 日

1 はじめに

4. 拠点間の技術交流を基にした必要な研究開発の促進

Open-It(Open source consortium for detector instru-をおこなっています。

mentation) 2010 と名付けられた会議が，2010 年 7 月 1 日

この活動によって，複数のエキスパートの持つノウハウから 2 日間 80 名を超える参加者を迎え，開催されました(図をプロジェクト遂行者が吸収し改良していくことで，従来1, 2)。Open-It は，各々のプロジェクトの計測システムのリスクが大きく困難であった要素開発や計測システム開発

開発案件における On the Job Training(OJT)，および個々を可能にできると考えています。また多くの研究者の“実のエキスパートの持つノウハウの共有とオープン化を目的際の開発を通した”交流による，ニーズとシーズのマッチとした大学，研究機関などのエキスパート(拠点)のネットングや新しいアイディアの創出がよりおこないやすくなるワークです。この加速器科学および関連分野における計測ことも期待しています。

システム研究開発を対象とした Open-It では，以下の Open-It 2010 の会議報告を通して現在の活動状況

1. 各プロジェクトからの人材を受け入れ，OJT による人材教育を通したプロジェクトへの寄与を皆さんに知っていただき，ご提案やご意見などを伺えると幸いです。

2. ハードルの高い専門的な技術の一般教育

なお，Open-It に関する詳細情報は下記のホームページ，

3. 多くの経験に裏打ちされた広い視野をもって技術指針をコミュニティへ提言

http://www-osc.kek.jpをご覧ください。

図 1：Open-It の参加者
参加者の所属は，素粒子原子核分野のみならず物性・生命科学研究，宇宙線・宇宙分野，地球科学分野，電気電子工学，ロボット工学，通信・情報工学など多岐にわたっている。

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FPGA・Analog-Digital 混在ボード開発は，高エネルギー加速器実験のみならず，加速器のモニター/コントロール，生命物質科学研究，非加速器実験にとって共通の技術で多くの方々に関心を持っていただいています。それを反映した形で，会議の中でも素粒子原子核実験への応用から始まり，加速器制御，J-PARC MLF における応用，ミューオンラディオグラフ，スーパーカミオカンデへの応用，CMB 実
験への応用など多岐に広がっています。特に Open-It 内では，SiTCP を利用した GbE ネットワークデータ収集シス
テムの開発，FPGA 内に CPU・DSP など高機能デジタル
図 2：2 日目の会議前の朝の一こま回路を実装し複雑な組み込みシステムを構築すること，

2 日間にわたって関連技術を持つ複数の会社による展示があり，休10Gbps 以上の高速データ転送技術の開発などを積極的に憩時間および会議中に会社，研究者間で情報交換がおこなわれた。

手がけています。将来これらの技術を集積することで，超2 Open-It 2010
会議では計測システム構築に関する技術を，集積回路開発・FPGA/Analog-Digital 混在ボード開発・ソフトウエア開発の三つに分け，それぞれについて現状の開発状況をプ
ロジェクト遂行者もしくは Open-It のエキスパートが発表しました。具体的なプロジェクト，関係者に関する情報は，
http://www-osc.kek.jp/project-listsを参照してください。
Open-It における集積回路開発では，高性能ピクセル検出広帯域センサーネットワークを構築し，分散高速計測システムの一つのモデルを提案していく予定です。
また，現在までに開発した FPGA のファームウエア，アナログデジタル混在ボードの回路図とそのレイアウトは，可能な限りアカデミック応用向けに公開することで，多くの実験で使用・発展されるようにデータベースなどの構築をおこなう予定です。このような取り組みにより，簡単なものは各プロジェクトで開発してもらい，より開発困難な案件を Open-It 内に取り込み，高度なノウハウの蓄積を加速するように運営していきます。

器用集積回路開発からカロリーメータ用ワイドダイナミッ

ソフトウエアに関してはセンサーネットワークにおけるクレンジアンプ集積回路や PLL を使用した遅延調整回路なデータ収集と制御を統合するソフトウェアフレームワーク

ど多種多様な開発をおこないつつ，集積回路を中心とした(DAQ ミドルウエア)の開発応用を重点課題に据えて，開発・高密度実装に関するノウハウを共有しています。会議では普及活動を開始しています。このフレームワークは，産業松澤昭氏(東京工業大学・電子物理工学専攻)の先端アナ・技術総合研究所のロボットテクノロジーミドル ウエア

デジ混在 LSI 開発と設計教育に関する話から始まり，衛星(RTM)をベースに開発され，現在制御などの機能拡張も含搭載用ワイドダイナミックレンジアンプ，高速アナログメめ開発が続いております。会議においては，味村周平氏(大モリ，低温液体 TPC 検出器用フロントエンド ASIC (Ap-阪大学・RCNP)による二重ベータ崩壊実験への応用を始め，

plication Specific Integrated Circuit)，気球実験用多チャン

すでに稼働している J-PARC 物質生命科学実験施設の実験

ネルフロントエンド ASIC，ウィルキンソン ADC の開発にの報告，また KEK 放射光ビームライン制御用ソフトウェ

ついて各プロジェクトの紹介と大学，研究所での教育に対ア(STARS)との連携計画に関し発表がおこなわれました。

する取り組みについて発表がありました。今後次に述べる

さらに広島工業大学との連携による学際領域での展開につ開発指針を基にプロジェクトから若手研究者・大学院生をいても提案がありました。

受入れ，エキスパートが持つ集積回路・高密度実装技術にソフトウエア開発に関しては，現在，実験グループとエ関するノウハウの伝授および共同作業による，さらに高度キスパートとの間の共同作業により，ミドルウエア開発がな技術の蓄積をおこないます。

活発におこなわれており，今後多くの実験への応用を経て，現在集積回路開発関連のアクティビティとしては，耐環より使いやすいツールへ進化していくことになります。さ

境性能(耐放射線，低温)・低雑音・高機能化・高速化に注らにこれ以外にも，データベース連携，オンライン解析連目して開発を進めています。またこれらの集積回路を検出携など検討すべき課題があり，これらに向かって今後の開器に組み込むための高密度実装基板開発も複数の会社と連発が進められる予定です。

携を取りながらおこなっています。そこでは現時点で使用

図 3 は以上の組織的開発における関連分野の役割と個々可能な実装技術や複数の会社の技術選定，およびそのノウのプロジェクトと Open-It 間の関係を模式的に示したもの

ハウの蓄積も進めています。

です。

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図 3：Open-It
エキスパートネットワークと実験プロジェクトとの連携により，計測システム開発に必須であるノウハウを実験プロジェクトの中へ取り込みながら確実に実験を遂行し，かつ，ネットワーク内に必要技術を取り込み技術の急激な変化に対応する。

最後に第三者の立場から東大の横山将志氏によるプレゼ

また，この活動に共感していただき，Open-It と連携し開ンテーションのあと，今後の活動をどのようにおこなって発を進めているプロジェクト関係者の方々には，ここにプいくべきか，問題点は何か，学生・若手スタッフが参入しロジェクト名を記して深く感謝いたします。

やすくするにはどうすればよいか，情報の共有はどのようにおこなわれるべきかについての議論があり，1 年後，活動方針も含め議論できるような場を設けることになりました。

3 今後
Open-It の取り組みはまだ始まったばかりです。今後，多くの方々の意見を取り込みながら軌道を修正し，よりよい活動をおこなうことで，次世代の研究者に計測システム開発のノウハウを引き継ぎたいと思っています。

(ABC 順)ATLAS-TGC グループ，BELLE II-PID グループ，CANDLESグループ，CMB(QUIET)グループ，CTA-JAPAN グルー
プ，CYGNUS グループ，ILC-CCD グループ，J-PARC 中性子グループ，J-PARC mSR グループ，KEK-DTP FPIX・

Xe-TPC・光センサーグループ，Super-Kamiokande グループ，東北大原子核物理研究室，東京大学地震研究所，横浜国立大学宇宙線研究室。
これらの情報は前記のホームページで見ることが可能です。

この誌面には書き尽くせない多数の方々のご尽力により最後に，この活動に理解を示し活動の後押しをしていた現在のエキスパートネットワークが存在します。特に下記だいている素粒子原子核研究所所長と所属スタッフの方々，に示す Open-It のエキスパートの方々には，より高い立場物質構造科学研究所所長および計測システム開発室の方々，からご自身のプロジェクト外への協力をいただいておりま高エネルギー加速器研究機構長を始め理事の方々に深く感す。

謝をいたします。この活動の一部は，加速器科学総合支援(あいうえお順，敬称略)
味村周平(大阪大学)，池田博一(JAXA)，池野正弘(KEK)，内田智久(KEK)，窪 秀利(京都大学)，神徳徹雄(産業技術総合研究所)，岸本俊二(KEK)，坂本 宏(東京大学)，佐々木修(KEK)，中家 剛(京都大学)，長坂康史(広島工業大学)，仲吉一男(KEK)，房安貴弘(長崎総合科学大学)，松澤 昭(東京工業大学)。

事業による補助を受けています。また，集積回路開発教育活動は東京大学大規模集積システム設計教育研究センターを通し日本ケイデンス株式会社，シノプシス株式会社，メンター株式会社の協力でおこなわれています。本活動に関しご意見，ご提案などがございましたら，前記のホームページをご覧いただきご意見などを書き込むか，田中へメールを送っていただければ幸いです。活動をよりよい方向へ向かわせるためにご協力をお願いいたします。