A PCI Express board designed to interface with the electronic phase-2 upgrades of the ATLAS detectors at CERN

Nei prossimi 10 anni è in previsione un aggiornamento radicale dell'acceleratore LHC al CERN finalizzato al raggiungimento di più alti valori di luminosità istantanea (oltre \begin{math}5 \times 10^{34}cm^{-2}s^{-1}\end{math}) ed integrata (oltre un fattore 10 rispetto a quella attuale). Conseguentemente, anche i rilevatori degli esperimenti che lavorano al CERN, così come i loro sistemi di acquisizione dati, dovranno essere aggiornati per poter gestire un flusso notevolmente maggiore rispetto a quello utilizzato finora. Questa tesi tratta in particolare di una nuova scheda elettronica di lettura, progettata e testata nel laboratorio di elettronica del Dipartimento di Fisica ed Astronomia dell'Università di Bologna e nel laboratorio di elettronica della Sezione INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) di Bologna. Le motivazioni che hanno indotto lo sviluppo della scheda prototipale sono molteplici. Un primo obiettivo da perseguire è stato quello di aggiornare la versione attuale delle schede elettroniche di acquisizione dati usate oggi nel Pixel Detector dell'esperimento ATLAS, visto che sono anch'esse sotto la responsabilità della sezione INFN di Bologna. Secondariamente, la scheda (nominata Pixel-ROD) è orientata a gestire le esigenze elettroniche che seguiranno l'upgrade di LHC durante la fase 2. La complessità del progetto e l'inerzia intrinseca di una vasta collaborazione come quella di ATLAS, hanno poi indotto lo sviluppo di questo progetto elettronico in largo anticipo rispetto al vero upgrade di fase 2 di LHC, previsto per il 2024. In questo modo saranno anche più facilmente eseguibili eventuali aggiornamenti tecnologici in corso d'opera, senza dover riprogettare da zero un sistema di acquisizione dati completo.