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Il Large Hadron Collider (LHC) al CERN di Ginevra è la macchina acceleratrice di particelle più grande e complessa mai costruita dall'uomo. Questo
apparato è in grado di accelerare fasci di protoni lungo un anello di 27 km ad una velocità prossima a quella della luce, per poi farli scontrare alla frequenzadi 20 milioni di collisioni al secondo.
Il rivelatore ATLAS è, a sua volta, un sistema sofisticato di enormi dimensioni,realizzato con il principale scopo di analizzare e studiare i prodotti delle collisioni protone-protone prodotte da LHC. In particolare, ATLAS consente di ricostruire le traiettorie delle particelle prodotte e di misurarne i parametri cinematici, quali impulso ed energia.Poiché gli eventi interessanti per gli studi di Fisica sono assai rari e nascosti nella enorme quantità di eventi di fondo prodotti nell'elevatissimo numero di collisioni protone-protone che si vericano ogni secondo, non ha alcun senso cercare di registrare su memoria permanente tutti gli eventi prodotti. Si deve,invece, cercare di selezionare online gli eventi che possono essere nteressanti,ricostruendo in tempo reale la maggior parte possibile delle informazioni provenienti dal rivelatore.
Presso la Sezione di Pisa dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare è in fase di progettazione e costruzione un nuovo sistema di ricostruzione online delle traiettorie delle particelle rivelate nel sistema di tracciatura di ATLAS,denominato Fast Tracker (FTK). Questo nuovo dispositivo sarà installato in tempo per la presa dati prevista per l'anno 2015. Il funzionamento di FTK è complesso, ma può essere schematizzato in due fasi. Nella prima fase, detta pattern recognition, FTK organizza i dati ricevuti dal rivelatore in silicio e individua le combinazioni di punti colpiti nel rivelatore che hanno buona probabilità di essere dovute al passaggio di una particella. Nella seconda fase, FTK esegue un t delle coordinate dei punti colpiti all'interno di ogni pattern, che consente di eettuare una ricostruzione tridimensionale delle traiettorie delle particelle che hanno attraversato il
rivelatore e di determinarne i parametri cinematici. Il pattern recognition è la operazione più complessa ed è eettuata mediante un chip di memoria associativa appositamente realizzato. FTK è quindi un sistema estremamente complesso, capace di analizzare una enorme mole di dati in tempiestremamente ristretti. Per fare questo, è stato necessario programmare opportunamente i numerosi dispositivi FPGA, utilizzati in FTK. Nella Tesi mi sono dedicato allo sviluppo ed alla messa in opera del firmware di alcuni FPGA della famiglia Spartan-6 della casa produttrice Xilinx utilizzati sulla scheda di memoria associativa di FTK. Il mio contributo al progetto comprende anche l'intensa attività di test e la verica del funzionamento del rmware sviluppato.