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    Towards a muon collider

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    A muon collider would enable the big jump ahead in energy reach that is needed for a fruitful exploration of fundamental interactions. The challenges of producing muon collisions at high luminosity and 10 TeV centre of mass energy are being investigated by the recently-formed International Muon Collider Collaboration. This Review summarises the status and the recent advances on muon colliders design, physics and detector studies. The aim is to provide a global perspective of the field and to outline directions for future work

    A 2D FPGA-based clustering algorithm for the LHCb silicon pixel detector running at 30 MHz

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    Starting from the next LHC run, the upgraded LHCb data acquisition system will read and process events at the full LHC collision rate (averaging 30 MHz) by means of a large CPU farm. In order to save the power and flexibility of CPUs for the higher level tasks, an effort is being made to address the lowest-level, more repetitive tasks at the earliest stages of the data acquisition, by means of specialized processors, generally called “accelerators”. Modern FPGA devices are very well-suited to perform with a high degree of parallelism certain computations, that would be significantly time demanding if performed on general-purpose CPUs. This thesis describes a custom firmware implementation of a new 2D cluster-finder algorithm for the LHCb VELO pixel detector, that will run in the LHCb FPGA readout cards in real time during data taking at the unprecedented event rate of 30 MHz. The results and the performances achieved with this specialized system are reported after being measured in tests emulating realistic running conditions of the LHCb Upgrade and the operation of the clustering algorithm at low level

    "Estrapolazione e analisi di dati appartenenti ad applicazioni commerciali attraverso strumenti di business intelligence."

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    L’ obiettivo di questa relazione è quello di descrivere l’attività che ha caratterizzato il mio tirocinio curricolare. Esso si è tenuto presso Apparound, un’azienda con sede a Montacchiello, in provincia di Pisa, la quale opera nel settore informatico offrendo soluzioni digitali a supporto delle vendite. In particolare, Apparound ha sviluppato degli applicativi, sia per il contesto web, sia per quello mobile, che vengono poi utilizzati dalle forze di vendita delle aziende clienti al fine di supportare e migliorare tutto il processo di vendita dei propri prodotti o servizi. Ovviamente, tali applicativi vengono customizzati per ciascun cliente in base alle esigenze. Il mio progetto di tesi riguarda il cliente più importante di Apparound, ovvero Vodafone Italia. In sintesi, la mia attività consisteva nell’acquisizione e nell’analisi di dati, relativi a degli applicativi che Apparound ha sviluppato per Vodafone, al fine di produrre e mantenere costantemente aggiornata della reportistica. Tale reportistica, in parte già esistente precedentemente, ha il compito di evidenziare il valore di alcune metriche, le quali ci forniscano delle indicazioni riguardanti aspetti di carattere commerciale e, in generale, sull’utilizzo di questi applicativi. Il progetto di tirocinio nasce proprio dalla volontà di migliorare tutto il comparto della reportistica di Vodafone, sia in termini di quantità e qualità dei dati a disposizione, attraverso l’implementazione di un data warehouse che conterrà i dati acquisiti, sia attraverso la produzione di nuovi rapporti informativi, i quali mostreranno informazioni non ancora evidenziate. Un altro importante obiettivo che il tirocinio si prefissava era quello di automatizzare l’intero processo di aggiornamento dei dati e, conseguentemente, dei report. Per quanto riguarda le tecnologie utilizzate nel corso del progetto, esso si è svolto in ambito Microsoft, il quale costituisce l’ambiente di riferimento per Apparound. Infatti, il data warehouse è stato sviluppato attraverso Microsoft SQL Server ed è stato popolato, a partire dai dati contenuti nei database degli applicativi Vodafone, attraverso procedure di ETL costruite con Microsoft SQL Server Integration Services. Anche la reportistica è stata prodotta con Power BI, lo strumento di Microsoft dedicato al data reporting. The aim of this report is to describe the activity that characterized my curricular internship. It is held at Apparound, a company based in Montacchiello, in the province of Pisa, which operates in the IT sector and provides digital solutions to support sales. In particular, Apparound has developed applications, both for web and mobile context, which are then used by the sales forces of corporate customers in order to support and improve the entire sales process of their products or services. Obviously, these applications are customized for each customer according to needs. My thesis project concerns Apparound's most important client, namely Vodafone Italia. In summary, my activity consisted in the acquisition and analysis of data, relating to the applications that Apparound developed for Vodafone, in order to produce and keep constantly updated reports. These reports, partly already existing previously, have the task of highlighting the value of some metrics, which provide us with indications regarding commercial aspects and, in general, on the use of these applications. The internship project was born precisely from the desire to improve the entire comparison of Vodafone reporting, both in terms of quantity and quality of the data available, through the implementation of a data warehouse that will contain the acquired data, and through the production of new information reports, which will show information not yet highlighted. Another important goal od the internship set was to automate the entire process of updating the data and, consequently, the reports. About the technologies used during the project, it is carried out within Microsoft, which constitutes the reference environment for Apparound. In fact, the data warehouse was developed using Microsoft SQL Server and was populated, starting from the data contained in the databases of Vodafone applications, through ETL procedures built with Microsoft SQL Server Integration Services. The reporting was also produced with Power BI, Microsoft's tool dedicated to data reporting

    A 2D FPGA-based clustering algorithm for the LHCb silicon pixel detector running at 30 MHz

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    Starting from the next LHC run, the upgraded LHCb data acquisition system will read and process events at the full LHC collision rate (averaging 30 MHz) by means of a large CPU farm. In order to save the power and flexibility of CPUs for the higher level tasks, an effort is being made to address the lowest-level, more repetitive tasks at the earliest stages of the data acquisition, by means of specialized processors, generally called “accelerators”. Modern FPGA devices are very well-suited to perform with a high degree of parallelism certain computations, that would be significantly time demanding if performed on general-purpose CPUs. This thesis describes a custom firmware implementation of a new 2D cluster-finder algorithm for the LHCb VELO pixel detector, that will run in the LHCb FPGA readout cards in real time during data taking at the unprecedented event rate of 30 MHz. The results and the performances achieved with this specialized system are reported after being measured in tests emulating realistic running conditions of the LHCb Upgrade and the operation of the clustering algorithm at low level

    Progetto VEG-PM10: Applicazione di un modello di georeferenziazione delle principali patologie respiratorie e cardiovascolari correlate all'esposizione del particolato atmosferico da parte dei cittadini della Piana di Lucca.

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    L’associazione fra l’inquinamento atmosferico e la morbidità e la mortalità nell’uomo è nota ormai da più di mezzo secolo. Già a partire dai primi del Novecento, con episodi drammatici quali la “Meuse Valley fog” del 1930 (1) e “Il Grande smog di Londra” del 1952, si è iniziata a porre l’attenzione sul fenomeno “inquinamento”, cercando in qualche modo di regolamentarne le emissioni, avendone capito la stretta associazione con la salute umana. Tali eventi furono infatti responsabili di un brusco innalzamento dei livelli di inquinamento urbano, da cui derivarono un gran numero di morti ed altrettanti ammalati di molte patologie, fra cui quelle respiratorie e cardiovascolari (2). Secondo i dati della World Health Organization (WHO), 9 persone su 10 ad oggi risiedono in zone in cui la qualità dell’aria non rispetta i criteri dettati dalle varie normative nazionali ed internazionali, superando le soglie limite imposte dalle linee guida. Sono inoltre 3.8 milioni le morti annuali derivanti dall’esposizione domestica ai fumi e ad altre fonti di inquinamento indoor e 4.2 milioni di morti all’anno sono il risultato dell’esposizione all’inquinamento outdoor (3). Particolato atmosferico, ossidi di Azoto, diossido di zolfo, monossido di Carbonio, ozono e piombo, sono solo alcune delle sostanze con cui ci vediamo costretti, giorno dopo giorno, a relazionarci sempre di più. Un ruolo importante per quanto concerne l’aumentata concentrazione ambientale di questi inquinanti è sicuramente attribuibile al costante intensificarsi delle attività industriali che vanno a ricoprire, progressivamente, un ruolo sempre maggiore nello scenario globale, sia in termini di estensione superficiale che di utilizzo di risorse naturali, in genere non rinnovabili. Non è da dimenticare anche il contributo del traffico veicolare, delle attività agricole, oltre che dei fenomeni naturali, come incendi, tempeste ed eruzioni vulcaniche (4). La contaminazione dell’aria, del suolo e delle acque determina conseguenze dirette ed indirette sugli ecosistemi, sull’ambiente, sulla flora e sulla fauna, e sulla salute umana (5). Da decenni è ormai noto lo stretto rapporto esistente fra la qualità dell’aria e le patologie umane, in particolar modo respiratorie, cardiovascolari, e oncologiche, oltre che metaboliche e neurologiche. Si devono allo smog un quarto delle vittime di ictus e di malattie cardiovascolari ed un terzo di quelle di tumore al polmone (6). L’aumentata concentrazione degli inquinanti ambientali inoltre correla positivamente con il tasso di ospedalizzazione per asma, con le riacutizzazioni di BPCO e con un alterato sviluppo della funzione polmonare, fenomeno che peraltro incide anche sullo sviluppo del sistema respiratorio del neonato e del bambino (7). L’inquinamento ambientale rappresenta, al giorno d’oggi, un fenomeno con cui sicuramente abbiamo imparato a convivere, ma che certamente non dobbiamo smettere di combattere. L’opinione pubblica globale, gli Stati, gli enti e i governi stanno adottando comportamenti comuni volti alla promozione di specifiche politiche incentrate sulla riduzione delle emissioni, sul riconoscimento delle aree a rischio e sull’adozione di comportamenti correttivi, manifestando un sentimento collettivo e rivolgendo un unico sguardo nella direzione che mira al progressivo risanamento della qualità dell’aria che respiriamo. L’Europa farà la sua parte, e così anche l’Italia, avendo recepito, con il Decreto legislativo del 13 Agosto 2010, n.155, la Direttiva madre 2008/50/CE: anche il nostro paese mirerà a monitorare, analizzare e correggere, effettuando interventi volti alla riduzione delle emissioni nocive. Il nostro studio fa parte di un grande progetto che si prefigge come obiettivo l’analisi della qualità dell’aria, la determinazione delle specie chimico-fisiche in essa presenti, la loro quantificazione, nonché l’ideazione di metodi e strategie che, in qualche modo, mirino a ridurre l’inquinamento ambientale stesso, o meglio, che riducano il rischio di contatto fra esso e l’uomo. Il successo di tale progetto, nel lungo termine, potrebbe rendersi evidente attraverso la riduzione dei tassi di incidenza e di mortalità delle varie malattie correlate all’inquinamento, oltre che come un auspicabile taglio agli ingenti costi diretti ed indiretti ad esse attribuibili. Tutte le attività da noi effettuate, descritte più in là in questa trattazione, saranno concentrate in una specifica parte del territorio italiano, e in particolar modo della regione Toscana: la Piana Lucchese, area critica dal punto di vista del superamento dei valori soglia di alcuni inquinanti

    FPGA implementation of a fast 2D clustering algorithm (VHDL language)

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    VHDL firmware implementing a fast 2-dimensional clustering algorithm. The project has been developed for the LHCb VELO pixel detector, in view of LHC Run 3. It's main aim is to reconstruct clusters in real time at the full LHC bunch crossing rate

    A real-time FPGA-based cluster finding algorithm for LHCb silicon pixel detector

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    Starting from the next LHC run, the upgraded LHCb High Level Trigger will process events at the full LHC collision rate (averaging 30 MHz). This challenging goal, tackled using a large and heterogeneous computing farm, can be eased addressing lowest-level, more repetitive tasks at the earliest stages of the data acquisition chain. FPGA devices are very well-suited to perform with a high degree of parallelism and efficiency certain computations, that would be significantly demanding if performed on general-purpose architectures. A particularly time-demanding task is the cluster-finding process, due to the 2D pixel geometry of the new LHCb pixel detector. We describe here a custom highly parallel FPGA-based clustering algorithm and its firmware implementation. The algorithm implementation has shown excellent reconstruction quality during qualification tests, while requiring a modest amount of hardware resources. Therefore it can run in the LHCb FPGA readout cards in real time, during data taking at 30 MHz, representing a promising alternative solution to more common CPU-based algorithms

    Intelligent Sensor Interface for Automotive Applications

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    This paper presents a new platform for interfacing a generic sensor for automotive applications, called ISIF (Intelligent Sensor InterFace). Such platform consists in a wide set of optimized high performance analog, digital and software IPs for various kind of sensors. These IPs can be extracted for fast prototyping accurate and reliable interface circuits for the target automotive application. Therefore the main advantage of this platform-based design approach is to give the possibility to bring up complex and ad-hoc sensor conditioning systems, reducing development risks, design effort, power consumption, costs and time-to-market
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