Malta2 okuma aygıt yazılımının Ultrascale'e evrimi ve Atlas'ta ITK'nin yerini alması açısından değerlendirilmesi

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2026

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: FUAT KEREM IŞIK

Danışman: İlkay Türk Çakır

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tezde, ALINX AXKU040 geliştirme kartı kullanılarak MALTA2 monolitik aktif piksel sensörü okuma aygıt yazılımının Kintex UltraScale mimarisine evrimi sunulmaktadır. Çalışma, mevcut DAQ yazılım arayüzüyle uyumluluğunu korurken MALTA2 laboratuvar ölçümleri, demet testi uygulamaları ve ATLAS ITk referanslı yüksek oran çalışmaları için sürdürülebilir uzun vadeli bir okuma platformu ihtiyacından doğmuştur. Çalışma yalnızca doğrudan bir kart geçişiyle sınırlı kalmamış; harici okuma zincirinin çalışmasını iyileştirmek amacıyla aygıt yazılımı yeniden düzenlenmiştir. Temel geliştirmeler arasında nanosaniye ölçekli sensör çıkışlarını yakalamak için optimize edilmiş asenkron aşırı örnekleme veri yolu, güncellenmiş gecikme ve paralelleştirme kaynakları, hedef karta uyarlanmış Ethernet arayüzü, sadeleştirilmiş slow-control yolu ve donanım destekli injection pulse üretim mekanizması yer almaktadır. FPGA uygulama sonuçları ve önceki KC705 tabanlı sistemle yapılan karşılaştırmalı ölçümler, yükseltilmiş aygıt yazılımını gerekli okuma davranışını korurken örnekleme kararlılığını, tam matris yanıt uniformluğunu ve tarama süresini iyileştirdiğini doğrulamaktadır. Temsili analog tarama ölçümlerinde, yükseltilmiş okuma sistemi tam piksel matrisi boyunca okuma kaynaklı uzamsal düzensizlikleri güçlü biçimde azaltmış; beklenen yanıtın yüzde 5'i içinde ölçülen piksel oranı yaklaşık yüzde 77'den yüzde 100'e yakın bir değere yükselmiştir. İyileştirilmiş enjeksiyon kontrol mekanizması ayrıca tarama sürelerini yaklaşık iki kata kadar azaltmaktadır; bu durum özellikle uzun eşik tarama ölçümleri için önemlidir. Ek olarak, ATLAS ITk referanslı yüksek oran simülasyon çalışması MALTA2 yanıtını gerçekçi doluluk referans koşullarıyla ilişkilendirmektedir. Genel olarak, yükseltilmiş UltraScale okuma sistemi devam eden MALTA2 çalışmaları ve gelecekteki MALTA okuma geliştirmeleri için daha güvenilir, daha hızlı ve sürdürülebilir bir yapı sağlamaktadır.