Título: Redes Neurais Embarcadas em FPGA para Classificação Online de Elétrons em um Calorímetro de Altas Energias
Autores: Igo Amauri Dos Santos Luz, Gabriel Henrique Braga Lisboa, Nestor Pereira Neto, João Victor da Fonseca Pinto, Leandro Assis dos Santos, Fernanda D. V. R. Oliveira, Natanael Moura Junior, Edmar Egidio Purcino De Souza, José Manoel de Seixas, Paulo C. M. A. Farias, Eduardo Furtado de Simas Filho & Denis Oliveira Damazio
Resumo: O Large Hadron Collider (LHC), tem passado por atualizações para aumentar a quantidade de eventos simultâneos e a energia das colisões próton-próton. Para a Run-4, a energia de colisão aumentar á em uma ordem de magnitude, e o número médio de interações por colisão alcançará uma média de 200. Para lidar com este aumento na taxa de eventos, ser á feita uma atualização do sistema de Trigger and Data Acquisition(TDAQ) do experimento ATLAS, no qual o Global Triggerserá adicionado ao novo TDAQ. Ele implementar á a seleção de partículas em hardware digital – FPGA ( Field Programmable Gate Array), com uma taxa de saída de eventos de 1 MHz. Neste trabalho são apresentados os resultados da implementação em hardware do algoritmo para seleção online de elétrons, chamado NeuralRin-ger. Este método captura a informação lateral e longitudinal dos chuveiros eletromagnéticos, alimentando redes neurais para selecionar elétrons de modo eficiente. Os resultados de erro obtido com o circuito responsável pela construção dos anéis é da ordem de 1,4% e com o circuito da rede neural é da ordem de 2%. Desta forma, os resultados da implementação do NeuralRinger para a FPGA indicam boa concordância do algoritmo implementado em hardware, se comparado aos resultados de referência obtidos a nível de software. Os resultados de síntese do circuito indicaram a viabilidade de embarcar o circuito no framework do Global Trigger, com 1,42% de utilização de LookUp Tables e 0,96% de Flip-Flops para o circuito de construção dos anéis, e 0,12% de LookUp Tablese 0,26% de Flip-Flops para a rede neural.
Palavras-chave: ATLAS experiment; Trigger; Field Programmable Gate Array; electrons.
Páginas: 8
Código DOI: 10.21528/CBIC2025-1191754
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