BESIII在线数据格式.docx

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BESIII在线数据格式

BESIII在线数据格式说明

V1.1

2007.4.26

BESIIIDAQGroup

目录

目录2

1事例格式3

1.1通用格式3

1.2事例片断头部格式4

1.3ROD片段格式6

1.4其他片段格式6

1.4.1ROB对ROD的封装6

1.4.2读出PC级（ROS）2

1.4.3探测器级Sub-detector2

1.4.4完整事例3

2数据单元格式定义3

2.1MDC3

2.2TOF4

2.3EMC4

2.4MUC4

3数据文件结构4

3.1文件名4

3.2文件结构5

3.3文件示例7

1事例格式

BESIII实验的数据获取系统（DAQ）是在ATLASTDAQ软件基础上开发的，在线数据事例格式也参考了ATLAS实验的事例格式。

1.1通用格式

BES

DAQ的一个完整事例的格式如图1所示。

事例格式建立在片断（Fragment）的基础上：

一个完整事例由一或多个子探测器片断（Sub-detectorFragment）构成；每个子探测器片断由一个或多个ROS片断（ROSFragment）构成；每个ROS片断由一个或多个ROB片断（ROBFragment）构成；每个ROB片断包含一个ROD片断；ROD片段比较特殊，和其它片段有较大不同。

每个片断均含有自身的头部（Header）。

图1完整事例的通用格式

如图2所示为事例格式实现的类图。

相应于完整事例、子探测器、ROS和ROB这些对象的差别，其各自的事例片断类：

FullEventFragment，SubDetectorFragment，ROSFragment和ROBFragment也有所不同，但是它们的组织结构是相同的：

头部（header）+数据区（data）。

因此很自然地这些事例片断类都继承了头部类。

它们包含在名字空间eformat中，定义在eformat库中。

ROB和ROD的对应是个例外，一个ROB固定封装一个ROD，它们可以等价看待。

只有ROD包含的才是具体的以32位为单元的探测器击中信息。

图2事例格式的类图

如图3为在线事例层次结构与硬件的对应关系。

图3层次与硬件的对应关系

1.2事例片断头部格式

头部分为通用部分和专用部分。

前者在所有的事例片断类中都存在，而后者则根据事例片断类型的不同而不同。

事例片段通用头部格式如图4所示，各个字段含义分别介绍如下：

图4事例片段通用头部格式

✧Headermarker头部标记，指示一个fragment的开始。

不同的fragment的标记不同，详见eformat/HeadMarker.h文件：

enumHeaderMarker{

ROD=0xee1234ee,///

ROB=0xdd1234dd,///

ROS=0xcc1234cc,///

SUB_DETECTOR=0xbb1234bb,///<子探测器标记

FULL_EVENT=0xaa1234aa///<完整事例标记

};

✧Fragmentsize和Headersize顾名思义，前者是整个事例片断的大小，包括头部和数据，后者只是头部的大小。

两者均以字为单位计数。

✧FormatversionNumber，事例格式的版本号。

目前最新的事例格式版本号是3.0，不同版本的事例格式有略微区别。

当处理到有区别的地方时，软件会做版本号的判断，以防止程序出错。

✧Sourceidentifier，该域指明了事例的来源。

如它包含了两部分信息：

子探测器ID号和模块ID号。

这两个值的组合在整个BES

DAQ软件中能唯一标明事例来源。

表1Sourceidentifier格式

字节位置

3

2

1

0

内容

保留

子探测器ID号

模块ID号

子探测器ID已经事先静态分配了，如表2所示。

由于事例筛选将追加数据到事例数据中，追加的数据内容以一个单独的子探测片断的方式添加，该片断的子探测器ID定义为0x7C，Sourceidentifier一般为0x7C0000。

表2子探测器ID号定义

探测器类型

EF

MDC

TOF

EMC

MUC

TRG

ID值

0x7C

0xA1

0xA2

0xA3

0xA4

0xA5

在ROB和ROD一级，模块ID号也就是PowerPC的编号。

✧Numberofstatuselements，statuselement的数目。

✧Statuselement，描述了事例片断中数据的状态。

该字段由构造这个事例片断的软件模块负责定义和填写。

✧Numberoffragmentspecific，专用部分的数目。

✧Specificelement，每个element占据4个字节，不同的事例片断有不同的专用部分，详细介绍见后节各个字段说明。

1.3ROD片段格式

ROD的事例片断结构如图5所示，一共分为三个部分。

具体的字段的格式如表3所示，头部各字段和其它片段类似。

但在ROD还有一个尾部字段，如果状态项目位置为0，则在数据区中状态字段位于数据块的前面；如果该值为1，则反过来放置这两个部分。

表3ROD片断格式

0xEE1234EE

头长度

数据格式版本号

事例来源

Run号

触发号

保留

保留

保留

状态单元1

.

数据单元1（32位）

.

.

.

状态字段单元数量

数据字段单元数量

状态字段位置=0

图5ROD的事例片断结构

1.4其他片段格式

1.4.1ROB对ROD的封装

ROBFragment的格式如表4所示。

表4ROB格式

0xDD1234DD

总长度

头长度

数据格式版本号

事例来源

状态字段单元数量

状态单元1

..

..

专有字段数量=0

子片断（只有一个ROD）

1.4.2读出PC级（ROS）

ROSFragment的格式如表5所示。

表5ROS格式

0xCC1234CC

总长度

头长度

数据格式版本号

事例来源

状态单元数量

状态单元1

..

专有字段数量=3

Run号

保留

触发号

子片段（ROBs）

…

…

1.4.3探测器级Sub-detector

SubDetectorFragment的格式如表6所示。

表6Sub-detector格式

0xBB1234BB

总长度

头长度

数据格式版本号

事例来源

状态记录数量

状态单元1

..

专有字段数量=0

子片段（ROSs）

…

…

1.4.4完整事例

FullEventFragment格式如表7所示：

表7FullEventFragment格式

0xAA1234AA

总长度

头长度

数据格式版本号

事例来源

状态字段单元数量

状态单元1

.

.

专有字段单元数量=10

事例组装时间（秒自1970.1.100:

00:

00）

Globaleventid（Run内事例号）

Run号

Level1ID

保留

保留

事例筛选标记1

事例筛选标记2

事例筛选标记3

事例筛选标记4

子片段（SubDetectors）

..

2数据单元格式

BESIIIDAQ系统在线数据的数据单元均为32位（四个字节）的数据，不同的子探测器单元格式的表示不同，分别说明如下：

2.1MDC

表7所示为MDC的数据单元格式，其中第26-31位为层号，这6位数值的1-31表示第1-31层（第31位为0），第18-25位为对应层的丝号；由于MDC部分外层的信号丝数大于255，所以从第32层开始，即26-31位的值大于31时，改由第27-31位表示层号（第31位为1），这五位的值加16就是其实际的层号，第18-26位表示丝号。

表7MDC数据单元格式

二进制位

31~26

25~18

17

16

15~0

位数

6

8

1

1

16

数据内容

层

丝

T/Q

溢出

ADC/TDC值

1～31

二进制位

31~27

26~18

位数

5

9

1

1

16

数据内容

层＋16

丝

T/Q

溢出

ADC/TDC值

32～43

2.2TOF

如表8所示为TOF的数据单元格式，其中第25-26位区分层号，1表示第1层，2表示第2层，3表示端盖。

第18-24位区分单元号，1-88分别表示桶部第1-88个单元，1-48分别表示端盖第1-48个单元。

另外0表示东、1表示西；0表示T，1表示Q。

表8TOF数据单元格式

二进制位

31~28

27

26

25

24~18

17

16

15~0

位数

4

1

2

7

1

1

16

数据

保留

东/西

层

单元

T/Q

溢出

ADC/TDC值

2.3EMC

如表9所示为EMC的数据单元格式，其中第26-30位代表每一圈晶体的位置，1-22表示桶部晶体第1-22圈，23-28表示端盖晶体第1-6圈。

第19-25位代表每一块晶体在该圈中的位置，1-120表示桶部第1-120块晶体，1-64（64、80、80、96、96）表示端盖第1-64（64、80、80、96、96）块晶体。

0表示东、1表示西。

表9EMC数据单元格式

二进制位

31

30~26

25~19

18~13

12~11

10~0

位数

1

5

7

6

2

11

数据内容

东/西

圈

晶体

时间信息

量程

电荷信息

2.4MUC

如表10所示为MUC的数据单元格式。

表10MUC数据单元格式

二进制位

31~26

25~16

15~0

位数

6

10

16

数据内容

保留

FEC地址

FEC数据

3数据文件结构

3.1文件名

/___file.data

●path：

文件存放路径

●applicationname：

写此文件的应用程序名

●tag：

用户自定义标记，在DAQ软件界面上配置

●runnumber：

Run号

●filenumber：

此文件在本次Run中的编号

3.2文件结构

目前BESIIIDAQ系统采用的数据文件格式，基于ATLASTDAQ软件的数据格式，文件格式组成部分及排列方式如图6所示。

图6数据文件格式组成图

各个字段的具体定义如表8所示：

表8数据文件字段定义

标记

类型

备注

file_start_record

marker

U32

0x1234aaaa

record_size

U32

本段标记长度（字）

version

U32

文件格式版本

file_number

U32

文件编号

date

U32

写文件日期

time

U32

写文件时间

sizeLimit_dataBlocks

U32

最大事例数

sizeLimit_MB

U32

最大文件大小（MB）

file_name_strings

marker

U32

0x1234aabb

length

U32

应用程序名长度（Byte）

appName

string

应用程序名（补空格32位对齐）

length

U32

用户自定义标记长度（Byte）

fileNameTag

string

用户自定义标记（32位对齐）

run_parameters_record

marker

U32

0x1234bbbb

record_size

U32

本段标记长度（字）

run_number

U32

Run号

max_events

U32

最大事例数

rec_enable

U32

是否记录

trigger_type

U32

触发类型

detector_mask

U32

FromIS.

beam_type

U32

FromIS.

beam_energy

U32

FromIS.

data_separator_record

marker

U32

0x1234cccc

record_size

U32

本段标记长度（字）

data_block_number

U32

Run内事例编号

data_block_size

U32

事例大小（Byte）

file_end_record

marker

U32

0x1234dddd

record_size

U32

本段标记长度（字）

Date

U32

文件关闭日期

Time

U32

文件关闭时间

events_in_file

U32

文件内事例数

data_in_file

U32

文件大小（MB）

events_in_run

U32

本Run内事例数

data_in_run

U32

本Run内数据量（MB）

status

U32

非零标记本Run的最后一个文件

end_marker

U32

0x1234eeee

3.3文件示例

在本示例中，为了便于观察，整个Run将只有2个事例，文件也被配置成最多只能存2个事例。

这样一来将会有两个事例文件，第一个存有2个事例，第二个只有文件结构没有数据。

事例的内部构成如下：

FullEvent

SubDetector（MDC）

ROS

ROB（ROD）

ROB（ROD）

ROB（ROD）

ROB（ROD）

ROS

ROB（ROD）

ROB（ROD）

ROB（ROD）

ROB（ROD）

SubDetector（TOF）

ROS

ROB（ROD）

ROB（ROD）

SubDetector（EMC）

ROS

ROB（ROD）

ROB（ROD）

ROB（ROD）

SubDetector（MUC）

ROS

ROB（ROD）

存储文件的内容如下：

[jak@daqs2]SFOdata>xxd–g4–c32daq_SFO-1_testbyjak_0001006_file01.data

（如下数据按照字节序排列，每四个字节一组。

数据为littleendian格式，即aaaa3412表示的32位整型为0x1234aaaa）

0000000:

aaaa341208000000020000000100000017d131014da902000000000000000000

0000020:

bbaa34120500000053464f2d3120202000000000bbbb341209000000ec030000

0000040:

000000000000000000000000000000000000000000000000cccc341204000000

0000060:

010000001c070000aa3412aac701000012000000000000030150790001000000

0000080:

000000000a0000006e8b284600000000ec030000000000000000000000000000

00000a0:

00000000000000000000000000000000bb3412bbe60000000800000000000003

00000c0:

0150a100010000000000000000000000cc3412cc6f0000000b00000000000003

00000e0:

0100a100010000000000000003000000ec0300000000000000000000dd3412dd

0000100:

190000000a000000000000030c00a20003000000000000000000000000000000

0000120:

00000000ee3412ee09000000000000030c00a200000000000000000000000000

0000140:

02000000a1000000000000000000000000000000010000000200000000000000

0000160:

dd3412dd190000000a000000000000030d00a200030000000000000000000000

0000180:

0000000000000000ee3412ee09000000000000030d00a2000000000000000000

00001a0:

0000000002000000a10000000000000000000000000000000100000002000000

00001c0:

00000000dd3412dd190000000a000000000000030e00a2000300000000000000

00001e0:

000000000000000000000000ee3412ee09000000000000030e00a20000000000

0000200:

000000000000000002000000a100000000000000000000000000000001000000

0000220:

0200000000000000dd3412dd190000000a000000000000030f00a20003000000

0000240:

00000000000000000000000000000000ee3412ee09000000000000030f00a200

0000260:

00000000000000000000000002000000a1000000000000000000000000000000

0000280:

010000000200000000000000cc3412cc6f0000000b000000000000030100a100

00002a0:

010000000000000003000000ec0300000000000000000000dd3412dd19000000

00002c0:

0a000000000000031000a5000300000000000000000000000000000000000000

00002e0:

ee3412ee09000000000000031000a50000000000000000000000000002000000

0000300:

a1000000000000000000000000000000010000000200000000000000dd3412dd

0000320:

190000000a000000000000031100a50003000000000000000000000000000000

0000340:

00000000ee3412ee09000000000000031100a500000000000000000000000000

0000360:

02000000a1000000000000000000000000000000010000000200000000000000

0000380:

dd3412dd190000000a000000000000031200a500030000000000000000000000

00003a0:

0000000000000000ee3412ee09000000000000031200a5000000000000000000

00003c0:

0000000002000000a10000000000000000000000000000000100000002000000

00003e0:

00000000dd3412dd190000000a000000000000031300a5000300000000000000

0000400:

000000000000000000000000ee3412ee09000000000000031300a50000000000

0000420:

000000000000000002000000a100000000000000000000000000000001000000

0000440:

0200000000000000bb3412bb4500000008000000000000030150a20001000000

0000460:

0000000000000000cc3412cc3d0000000b000000000000030100a20001000000

0000480:

0000000003000000ec0300000000000000000000dd3412dd190000000a000000

00004a0:

000000031400a1000300000000000000000000000000000000000000ee3412ee

00004c0:

09000000000000031400a10000000000000000000000000002000000a2000000

00004e0:

000000000000000000000000010000000200000000000000dd3412dd19000000

0000500:

0a000000000000031500a1000300000000000000000000000000000000000000

0000520:

ee3412ee09000000000000031500a10000000000000000000000000002000000

0000540:

a2000000000000000000000000000000010000000200000000000000bb3412bb

0000560:

5e00000008000000000000030150a300010