Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.1 The ALICE Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.1.1 Physics Goals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.1.2 Detector and Sub-detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.1.3 Current Front-End Electronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.2 LHC Run 3 Upgrades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.2.1 Motivation for TPC Upgrade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.2.2 Principal Operation of GEMs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.2.3 Motivation for MCH Upgrade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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1.3 Primary Objective and Main Contributions . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2 Front-End Electronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1 Heritage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.1 PASA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1.2 ALTRO/S-ALTRO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2 Common Readout Electronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.3 Design Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3.1 TPC Readout Electronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3.2 MCH Readout Electronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3.3 Common Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3.4 TPC Specific Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.3.5 TPC Specific Requirements, Revised Architecture . . . . . . . 23
2.3.6 MCH Specific Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3.7 Other Detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4 Digital Specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.4.1 Event Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.4.2 Interfacing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.4.3 Serial Link Data Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
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