EMCAL/AliEMCALRawUtils.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //_________________________________________________________________________
  19 //  Utility Class for handling Raw data
  20 //  Does all transitions from Digits to Raw and vice versa,
  21 //  for simu and reconstruction
  22 //
  23 //  Note: the current version is still simplified. Only
  24 //    one raw signal per digit is generated; either high-gain or low-gain
  25 //    Need to add concurrent high and low-gain info in the future
  26 //    No pedestal is added to the raw signal.
  27 //*-- Author: Marco van Leeuwen (LBL)
  28
  29 #include "AliEMCALRawUtils.h"
  30
  31 #include "TF1.h"
  32 #include "TGraph.h"
  33 #include <TRandom.h>
  34 class TSystem;
  35
  36 class AliLog;
  37 #include "AliRun.h"
  38 #include "AliRunLoader.h"
  39 class AliCaloAltroMapping;
  40 #include "AliAltroBuffer.h"
  41 #include "AliRawReader.h"
  42 #include "AliCaloRawStreamV3.h"
  43 #include "AliDAQ.h"
  44
  45 #include "AliEMCALRecParam.h"
  46 #include "AliEMCALLoader.h"
  47 #include "AliEMCALGeometry.h"
  48 class AliEMCALDigitizer;
  49 #include "AliEMCALDigit.h"
  50 #include "AliEMCALRawDigit.h"
  51 #include "AliEMCAL.h"
  52 #include "AliCaloCalibPedestal.h"
  53 #include "AliCaloFastAltroFitv0.h"
  54 #include "AliCaloNeuralFit.h"
  55 #include "AliCaloBunchInfo.h"
  56 #include "AliCaloFitResults.h"
  57 #include "AliCaloRawAnalyzerFastFit.h"
  58 #include "AliCaloRawAnalyzerNN.h"
  59 #include "AliCaloRawAnalyzerLMS.h"
  60 #include "AliCaloRawAnalyzerPeakFinder.h"
  61 #include "AliCaloRawAnalyzerCrude.h"
  62
  63 ClassImp(AliEMCALRawUtils)
  64
  65 // Signal shape parameters
  66 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgTimeBins = 256; // number of sampling bins of the raw RO signal (we typically use 15-50; theoretical max is 1k+)
  67 Double_t AliEMCALRawUtils::fgTimeBinWidth  = 100E-9 ; // each sample is 100 ns
  68 Double_t AliEMCALRawUtils::fgTimeTrigger = 1.5E-6 ;   // 15 time bins ~ 1.5 musec
  69
  70 // some digitization constants
  71 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgThreshold = 1;
  72 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgDDLPerSuperModule = 2;  // 2 ddls per SuperModule
  73 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgPedestalValue = 0;     // pedestal value for digits2raw, default generate ZS data
  74 Double_t AliEMCALRawUtils::fgFEENoise = 3.;          // 3 ADC channels of noise (sampled)
  75
  76 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils(fitAlgorithm fitAlgo)
  77   : fHighLowGainFactor(0.), fOrder(0), fTau(0.), fNoiseThreshold(0),
  78     fNPedSamples(0), fGeom(0), fOption(""),
  79     fRemoveBadChannels(kTRUE),fFittingAlgorithm(0),fUseFALTRO(kFALSE),fRawAnalyzer(0)
  80 {
  81
  82   //These are default parameters.
  83   //Can be re-set from without with setter functions
  84   //Already set in the OCDB and passed via setter in the AliEMCALReconstructor
  85   fHighLowGainFactor = 16. ;   // Adjusted for a low gain range of 82 GeV (10 bits)
  86   fOrder             = 2;      // Order of gamma fn
  87   fTau               = 2.35;   // in units of timebin, from CERN 2007 testbeam
  88   fNoiseThreshold    = 3;      // 3 ADC counts is approx. noise level
  89   fNPedSamples       = 4;      // Less than this value => likely pedestal samples
  90   fRemoveBadChannels = kFALSE; // Do not remove bad channels before fitting
  91   fUseFALTRO         = kTRUE;  // Get the trigger FALTRO information and pass it to digits.
  92   SetFittingAlgorithm(fitAlgo);
  93
  94   //Get Mapping RCU files from the AliEMCALRecParam
  95   const TObjArray* maps = AliEMCALRecParam::GetMappings();
  96   if(!maps) AliFatal("Cannot retrieve ALTRO mappings!!");
  97
  98   for(Int_t i = 0; i < 4; i++) {
  99     fMapping[i] = (AliAltroMapping*)maps->At(i);
 100   }
 101
 102   //To make sure we match with the geometry in a simulation file,
 103   //let's try to get it first.  If not, take the default geometry
 104   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
 105   if (rl && rl->GetAliRun() && rl->GetAliRun()->GetDetector("EMCAL")) {
 106     fGeom = dynamic_cast<AliEMCAL*>(rl->GetAliRun()->GetDetector("EMCAL"))->GetGeometry();
 107   } else {
 108     AliInfo(Form("Using default geometry in raw reco"));
 109     fGeom =  AliEMCALGeometry::GetInstance(AliEMCALGeometry::GetDefaultGeometryName());
 110   }
 111
 112   if(!fGeom) AliFatal(Form("Could not get geometry!"));
 113
 114 }
 115
 116 //____________________________________________________________________________
 117 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils(AliEMCALGeometry *pGeometry, fitAlgorithm fitAlgo)
 118   : fHighLowGainFactor(0.), fOrder(0), fTau(0.), fNoiseThreshold(0),
 119     fNPedSamples(0), fGeom(pGeometry), fOption(""),
 120     fRemoveBadChannels(kTRUE),fFittingAlgorithm(0),fUseFALTRO(kFALSE),fRawAnalyzer()
 121 {
 122   //
 123   // Initialize with the given geometry - constructor required by HLT
 124   // HLT does not use/support AliRunLoader(s) instances
 125   // This is a minimum intervention solution
 126   // Comment by MPloskon@lbl.gov
 127   //
 128
 129   //These are default parameters.
 130   //Can be re-set from without with setter functions
 131   //Already set in the OCDB and passed via setter in the AliEMCALReconstructor
 132   fHighLowGainFactor = 16. ;   // adjusted for a low gain range of 82 GeV (10 bits)
 133   fOrder             = 2;      // order of gamma fn
 134   fTau               = 2.35;   // in units of timebin, from CERN 2007 testbeam
 135   fNoiseThreshold    = 3;      // 3 ADC counts is approx. noise level
 136   fNPedSamples       = 4;      // Less than this value => likely pedestal samples
 137   fRemoveBadChannels = kFALSE; // Do not remove bad channels before fitting
 138   fUseFALTRO         = kTRUE;  // Get the trigger FALTRO information and pass it to digits.
 139   SetFittingAlgorithm(fitAlgo);
 140
 141   //Get Mapping RCU files from the AliEMCALRecParam
 142   const TObjArray* maps = AliEMCALRecParam::GetMappings();
 143   if(!maps) AliFatal("Cannot retrieve ALTRO mappings!!");
 144
 145   for(Int_t i = 0; i < 4; i++) {
 146     fMapping[i] = (AliAltroMapping*)maps->At(i);
 147   }
 148
 149   if(!fGeom) AliFatal(Form("Could not get geometry!"));
 150
 151 }
 152
 153 //____________________________________________________________________________
 154 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils(const AliEMCALRawUtils& rawU)
 155   : TObject(),
 156     fHighLowGainFactor(rawU.fHighLowGainFactor),
 157     fOrder(rawU.fOrder),
 158     fTau(rawU.fTau),
 159     fNoiseThreshold(rawU.fNoiseThreshold),
 160     fNPedSamples(rawU.fNPedSamples),
 161     fGeom(rawU.fGeom),
 162     fOption(rawU.fOption),
 163     fRemoveBadChannels(rawU.fRemoveBadChannels),
 164     fFittingAlgorithm(rawU.fFittingAlgorithm),
 165         fUseFALTRO(rawU.fUseFALTRO),
 166     fRawAnalyzer(rawU.fRawAnalyzer)
 167 {
 168   //copy ctor
 169   fMapping[0] = rawU.fMapping[0];
 170   fMapping[1] = rawU.fMapping[1];
 171   fMapping[2] = rawU.fMapping[2];
 172   fMapping[3] = rawU.fMapping[3];
 173 }
 174
 175 //____________________________________________________________________________
 176 AliEMCALRawUtils& AliEMCALRawUtils::operator =(const AliEMCALRawUtils &rawU)
 177 {
 178   //assignment operator
 179
 180   if(this != &rawU) {
 181     fHighLowGainFactor = rawU.fHighLowGainFactor;
 182     fOrder             = rawU.fOrder;
 183     fTau               = rawU.fTau;
 184     fNoiseThreshold    = rawU.fNoiseThreshold;
 185     fNPedSamples       = rawU.fNPedSamples;
 186     fGeom              = rawU.fGeom;
 187     fOption            = rawU.fOption;
 188     fRemoveBadChannels = rawU.fRemoveBadChannels;
 189     fFittingAlgorithm  = rawU.fFittingAlgorithm;
 190     fUseFALTRO         = rawU.fUseFALTRO;
 191     fRawAnalyzer       = rawU.fRawAnalyzer;
 192     fMapping[0]        = rawU.fMapping[0];
 193     fMapping[1]        = rawU.fMapping[1];
 194     fMapping[2]        = rawU.fMapping[2];
 195     fMapping[3]        = rawU.fMapping[3];
 196   }
 197
 198   return *this;
 199
 200 }
 201
 202 //____________________________________________________________________________
 203 AliEMCALRawUtils::~AliEMCALRawUtils() {
 204   //dtor
 205
 206 }
 207
 208 //____________________________________________________________________________
 209 void AliEMCALRawUtils::Digits2Raw()
 210 {
 211   // convert digits of the current event to raw data
 212
 213   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
 214   AliEMCALLoader *loader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
 215
 216   // get the digits
 217   loader->LoadDigits("EMCAL");
 218   loader->GetEvent();
 219   TClonesArray* digits = loader->Digits() ;
 220
 221   if (!digits) {
 222     Warning("Digits2Raw", "no digits found !");
 223     return;
 224   }
 225
 226   static const Int_t nDDL = 12*2; // 12 SM hardcoded for now. Buffers allocated dynamically, when needed, so just need an upper limit here
 227   AliAltroBuffer* buffers[nDDL];
 228   for (Int_t i=0; i < nDDL; i++)
 229     buffers[i] = 0;
 230
 231   TArrayI adcValuesLow(fgTimeBins);
 232   TArrayI adcValuesHigh(fgTimeBins);
 233
 234   // loop over digits (assume ordered digits)
 235   for (Int_t iDigit = 0; iDigit < digits->GetEntries(); iDigit++) {
 236     AliEMCALDigit* digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>(digits->At(iDigit)) ;
 237     if (digit->GetAmp() < fgThreshold)
 238       continue;
 239
 240     //get cell indices
 241     Int_t nSM = 0;
 242     Int_t nIphi = 0;
 243     Int_t nIeta = 0;
 244     Int_t iphi = 0;
 245     Int_t ieta = 0;
 246     Int_t nModule = 0;
 247     fGeom->GetCellIndex(digit->GetId(), nSM, nModule, nIphi, nIeta);
 248     fGeom->GetCellPhiEtaIndexInSModule(nSM, nModule, nIphi, nIeta,iphi, ieta) ;
 249
 250     //Check which is the RCU, 0 or 1, of the cell.
 251     Int_t iRCU = -111;
 252     //RCU0
 253     if (0<=iphi&&iphi<8) iRCU=0; // first cable row
 254     else if (8<=iphi&&iphi<16 && 0<=ieta&&ieta<24) iRCU=0; // first half;
 255     //second cable row
 256     //RCU1
 257     else if(8<=iphi&&iphi<16 && 24<=ieta&&ieta<48) iRCU=1; // second half;
 258     //second cable row
 259     else if(16<=iphi&&iphi<24) iRCU=1; // third cable row
 260
 261     if (nSM%2==1) iRCU = 1 - iRCU; // swap for odd=C side, to allow us to cable both sides the same
 262
 263     if (iRCU<0)
 264       Fatal("Digits2Raw()","Non-existent RCU number: %d", iRCU);
 265
 266     //Which DDL?
 267     Int_t iDDL = fgDDLPerSuperModule* nSM + iRCU;
 268     if (iDDL >= nDDL)
 269       Fatal("Digits2Raw()","Non-existent DDL board number: %d", iDDL);
 270
 271     if (buffers[iDDL] == 0) {
 272       // open new file and write dummy header
 273       TString fileName = AliDAQ::DdlFileName("EMCAL",iDDL);
 274       //Select mapping file RCU0A, RCU0C, RCU1A, RCU1C
 275       Int_t iRCUside=iRCU+(nSM%2)*2;
 276       //iRCU=0 and even (0) SM -> RCU0A.data   0
 277       //iRCU=1 and even (0) SM -> RCU1A.data   1
 278       //iRCU=0 and odd  (1) SM -> RCU0C.data   2
 279       //iRCU=1 and odd  (1) SM -> RCU1C.data   3
 280       //cout<<" nSM "<<nSM<<"; iRCU "<<iRCU<<"; iRCUside "<<iRCUside<<endl;
 281       buffers[iDDL] = new AliAltroBuffer(fileName.Data(),fMapping[iRCUside]);
 282       buffers[iDDL]->WriteDataHeader(kTRUE, kFALSE);  //Dummy;
 283     }
 284
 285     // out of time range signal (?)
 286     if (digit->GetTimeR() > GetRawFormatTimeMax() ) {
 287       AliInfo("Signal is out of time range.\n");
 288       buffers[iDDL]->FillBuffer((Int_t)digit->GetAmp());
 289       buffers[iDDL]->FillBuffer(GetRawFormatTimeBins() );  // time bin
 290       buffers[iDDL]->FillBuffer(3);          // bunch length
 291       buffers[iDDL]->WriteTrailer(3, ieta, iphi, nSM);  // trailer
 292       // calculate the time response function
 293     } else {
 294       Bool_t lowgain = RawSampledResponse(digit->GetTimeR(), digit->GetAmp(), adcValuesHigh.GetArray(), adcValuesLow.GetArray()) ;
 295       if (lowgain)
 296         buffers[iDDL]->WriteChannel(ieta, iphi, 0, GetRawFormatTimeBins(), adcValuesLow.GetArray(), fgThreshold);
 297       else
 298         buffers[iDDL]->WriteChannel(ieta,iphi, 1, GetRawFormatTimeBins(), adcValuesHigh.GetArray(), fgThreshold);
 299     }
 300   }
 301
 302   // write headers and close files
 303   for (Int_t i=0; i < nDDL; i++) {
 304     if (buffers[i]) {
 305       buffers[i]->Flush();
 306       buffers[i]->WriteDataHeader(kFALSE, kFALSE);
 307       delete buffers[i];
 308     }
 309   }
 310
 311   loader->UnloadDigits();
 312 }
 313
 314 //____________________________________________________________________________
 315 void AliEMCALRawUtils::Raw2Digits(AliRawReader* reader,TClonesArray *digitsArr, const AliCaloCalibPedestal* pedbadmap, TClonesArray *digitsTRG)
 316 {
 317   // convert raw data of the current event to digits
 318
 319   digitsArr->Clear();
 320
 321   if (!digitsArr) {
 322     Error("Raw2Digits", "no digits found !");
 323     return;
 324   }
 325   if (!reader) {
 326     Error("Raw2Digits", "no raw reader found !");
 327     return;
 328   }
 329
 330   AliCaloRawStreamV3 in(reader,"EMCAL",fMapping);
 331   // Select EMCAL DDL's;
 332   reader->Select("EMCAL",0,43); // 43 = AliEMCALGeoParams::fgkLastAltroDDL
 333
 334   // fRawAnalyzer setup
 335   fRawAnalyzer->SetAmpCut(fNoiseThreshold);
 336   fRawAnalyzer->SetFitArrayCut(fNoiseThreshold);
 337   fRawAnalyzer->SetIsZeroSuppressed(true); // TMP - should use stream->IsZeroSuppressed(), or altro cfg registers later
 338
 339   // channel info parameters
 340   Int_t lowGain = 0;
 341   Int_t caloFlag = 0; // low, high gain, or TRU, or LED ref.
 342
 343   // start loop over input stream
 344   while (in.NextDDL()) {
 345
 346 //    if ( in.GetDDLNumber() != 0 && in.GetDDLNumber() != 2 ) continue;
 347
 348     while (in.NextChannel()) {
 349
 350 /*
 351           Int_t    hhwAdd    = in.GetHWAddress();
 352           UShort_t iiBranch  = ( hhwAdd >> 11 ) & 0x1; // 0/1
 353           UShort_t iiFEC     = ( hhwAdd >>  7 ) & 0xF;
 354           UShort_t iiChip    = ( hhwAdd >>  4 ) & 0x7;
 355           UShort_t iiChannel =   hhwAdd         & 0xF;
 356
 357           if ( !( iiBranch == 0 && iiFEC == 1 && iiChip == 3 && ( iiChannel >= 8 && iiChannel <= 15 ) ) && !( iiBranch == 1 && iiFEC == 0 && in.GetColumn() == 0 ) ) continue;
 358 */
 359
 360       //Check if the signal  is high or low gain and then do the fit,
 361       //if it  is from TRU or LEDMon do not fit
 362       caloFlag = in.GetCaloFlag();
 363 //              if (caloFlag != 0 && caloFlag != 1) continue;
 364           if (caloFlag > 2) continue; // Work with ALTRO and FALTRO
 365
 366       //Do not fit bad channels of ALTRO
 367       if(caloFlag < 2 && fRemoveBadChannels && pedbadmap->IsBadChannel(in.GetModule(),in.GetColumn(),in.GetRow())) {
 368         //printf("Tower from SM %d, column %d, row %d is BAD!!! Skip \n", in.GetModule(),in.GetColumn(),in.GetRow());
 369         continue;
 370       }
 371
 372       vector<AliCaloBunchInfo> bunchlist;
 373       while (in.NextBunch()) {
 374         bunchlist.push_back( AliCaloBunchInfo(in.GetStartTimeBin(), in.GetBunchLength(), in.GetSignals() ) );
 375       } // loop over bunches
 376
 377
 378     if ( caloFlag < 2 ){ // ALTRO
 379
 380           Float_t time = 0;
 381           Float_t amp = 0;
 382
 383       if ( fFittingAlgorithm == kFastFit || fFittingAlgorithm == kNeuralNet || fFittingAlgorithm == kLMS || fFittingAlgorithm == kPeakFinder || fFittingAlgorithm == kCrude) {
 384         // all functionality to determine amp and time etc is encapsulated inside the Evaluate call for these methods
 385         AliCaloFitResults fitResults = fRawAnalyzer->Evaluate( bunchlist, in.GetAltroCFG1(), in.GetAltroCFG2());
 386
 387         amp = fitResults.GetAmp();
 388         time = fitResults.GetTof();
 389       }
 390       else { // for the other methods we for now use the functionality of
 391         // AliCaloRawAnalyzer as well, to select samples and prepare for fits,
 392         // if it looks like there is something to fit
 393
 394         // parameters init.
 395         Float_t ampEstimate  = 0;
 396         short maxADC = 0;
 397         short timeEstimate = 0;
 398         Float_t pedEstimate = 0;
 399         Int_t first = 0;
 400         Int_t last = 0;
 401         Int_t bunchIndex = 0;
 402         //
 403         // The PreFitEvaluateSamples + later call to FitRaw will hopefully
 404         // be replaced by a single Evaluate call or so soon, like for the other
 405         // methods, but this should be good enough for evaluation of
 406         // the methods for now (Jan. 2010)
 407         //
 408         int nsamples = fRawAnalyzer->PreFitEvaluateSamples( bunchlist, in.GetAltroCFG1(), in.GetAltroCFG2(), bunchIndex, ampEstimate, maxADC, timeEstimate, pedEstimate, first, last);
 409
 410         if (ampEstimate > fNoiseThreshold) { // something worth looking at
 411
 412           time = timeEstimate;
 413           amp = ampEstimate;
 414
 415           if ( nsamples > 1 ) { // possibly something to fit
 416             FitRaw(first, last, amp, time);
 417           }
 418
 419           if ( amp>0 && time>0 ) { // brief sanity check of fit results
 420
 421             // check fit results: should be consistent with initial estimates
 422             // more magic numbers, but very loose cuts, for now..
 423             // We have checked that amp and ampEstimate values are positive so division for assymmetry
 424             // calculation should be OK/safe
 425             Float_t ampAsymm = (amp - ampEstimate)/(amp + ampEstimate);
 426             if ( (TMath::Abs(ampAsymm) > 0.1) ) {
 427               AliDebug(2,Form("Fit results amp %f time %f not consistent with expectations ped %f max-ped %f time %d",
 428                               amp, time, pedEstimate, ampEstimate, timeEstimate));
 429
 430               // what should do we do then? skip this channel or assign the simple estimate?
 431               // for now just overwrite the fit results with the simple estimate
 432               amp = ampEstimate;
 433               time = timeEstimate;
 434             } // asymm check
 435           } // amp & time check
 436         } // ampEstimate check
 437       } // method selection
 438
 439       if (amp > fNoiseThreshold) { // something to be stored
 440         Int_t id =  fGeom->GetAbsCellIdFromCellIndexes(in.GetModule(), in.GetRow(), in.GetColumn()) ;
 441         lowGain = in.IsLowGain();
 442
 443         // go from time-bin units to physical time fgtimetrigger
 444         time = time * GetRawFormatTimeBinWidth(); // skip subtraction of fgTimeTrigger?
 445
 446         AliDebug(2,Form("id %d lowGain %d amp %g", id, lowGain, amp));
 447         // printf("Added tower: SM %d, row %d, column %d, amp %3.2f\n",in.GetModule(), in.GetRow(), in.GetColumn(),amp);
 448         // round off amplitude value to nearest integer
 449         AddDigit(digitsArr, id, lowGain, TMath::Nint(amp), time);
 450       }
 451
 452         }//ALTRO
 453         else if(fUseFALTRO)
 454         {// Fake ALTRO
 455                 //              if (maxTimeBin && gSig->GetN() > maxTimeBin + 10) gSig->Set(maxTimeBin + 10); // set actual max size of TGraph
 456                 Int_t    hwAdd    = in.GetHWAddress();
 457                 UShort_t iRCU     = in.GetDDLNumber() % 2; // 0/1
 458                 UShort_t iBranch  = ( hwAdd >> 11 ) & 0x1; // 0/1
 459
 460                 // Now find TRU number
 461                 Int_t itru = 3 * in.GetModule() + ( (iRCU << 1) | iBranch ) - 1;
 462
 463                 AliDebug(1,Form("Found TRG digit in TRU: %2d ADC: %2d",itru,in.GetColumn()));
 464
 465                 Int_t idtrg;
 466
 467                 Bool_t isOK = fGeom->GetAbsFastORIndexFromTRU(itru, in.GetColumn(), idtrg);
 468
 469                 Int_t timeSamples[256]; for (Int_t j=0;j<256;j++) timeSamples[j] = 0;
 470                 Int_t nSamples = 0;
 471
 472                 for (std::vector<AliCaloBunchInfo>::iterator itVectorData = bunchlist.begin(); itVectorData != bunchlist.end(); itVectorData++)
 473                 {
 474                         AliCaloBunchInfo bunch = *(itVectorData);
 475
 476                         const UShort_t* sig = bunch.GetData();
 477                         Int_t startBin = bunch.GetStartBin();
 478
 479                         for (Int_t iS = 0; iS < bunch.GetLength(); iS++)
 480                         {
 481                                 Int_t time = startBin--;
 482                                 Int_t amp  = sig[iS];
 483
 484                                 if ( amp ) timeSamples[nSamples++] = ( ( time << 12 ) & 0xFF000 ) | ( amp & 0xFFF );
 485                         }
 486                 }
 487
 488                 if (nSamples && isOK) AddDigit(digitsTRG, idtrg, timeSamples, nSamples);
 489         }//Fake ALTRO
 490    } // end while over channel
 491   } //end while over DDL's, of input stream
 492
 493   return ;
 494 }
 495
 496 //____________________________________________________________________________
 497 void AliEMCALRawUtils::AddDigit(TClonesArray *digitsArr, Int_t id, Int_t timeSamples[], Int_t nSamples)
 498 {
 499         new((*digitsArr)[digitsArr->GetEntriesFast()]) AliEMCALRawDigit(id, timeSamples, nSamples);
 500
 501         //      Int_t idx = digitsArr->GetEntriesFast()-1;
 502         //      AliEMCALRawDigit* d = (AliEMCALRawDigit*)digitsArr->At(idx);
 503 }
 504
 505 //____________________________________________________________________________
 506 void AliEMCALRawUtils::AddDigit(TClonesArray *digitsArr, Int_t id, Int_t lowGain, Int_t amp, Float_t time) {
 507   //
 508   // Add a new digit.
 509   // This routine checks whether a digit exists already for this tower
 510   // and then decides whether to use the high or low gain info
 511   //
 512   // Called by Raw2Digits
 513
 514   AliEMCALDigit *digit = 0, *tmpdigit = 0;
 515   TIter nextdigit(digitsArr);
 516   while (digit == 0 && (tmpdigit = (AliEMCALDigit*) nextdigit())) {
 517     if (tmpdigit->GetId() == id)
 518       digit = tmpdigit;
 519   }
 520
 521   if (!digit) { // no digit existed for this tower; create one
 522     if (lowGain && amp > fgkOverflowCut)
 523       amp = Int_t(fHighLowGainFactor * amp);
 524     Int_t idigit = digitsArr->GetEntries();
 525     new((*digitsArr)[idigit]) AliEMCALDigit( -1, -1, id, amp, time, idigit) ;
 526   }
 527   else { // a digit already exists, check range
 528          // (use high gain if signal < cut value, otherwise low gain)
 529     if (lowGain) { // new digit is low gain
 530       if (digit->GetAmp() > fgkOverflowCut) {  // use if stored digit is out of range
 531         digit->SetAmp(Int_t(fHighLowGainFactor * amp));
 532         digit->SetTime(time);
 533       }
 534     }
 535     else if (amp < fgkOverflowCut) { // new digit is high gain; use if not out of range
 536       digit->SetAmp(amp);
 537       digit->SetTime(time);
 538     }
 539   }
 540 }
 541
 542 //____________________________________________________________________________
 543 void AliEMCALRawUtils::FitRaw(const Int_t firstTimeBin, const Int_t lastTimeBin, Float_t & amp, Float_t & time) const
 544 { // Fits the raw signal time distribution
 545
 546   //--------------------------------------------------
 547   //Do the fit, different fitting algorithms available
 548   //--------------------------------------------------
 549   int nsamples = lastTimeBin - firstTimeBin + 1;
 550
 551   switch(fFittingAlgorithm) {
 552   case kStandard:
 553     {
 554       if (nsamples < 3) { return; } // nothing much to fit
 555       //printf("Standard fitter \n");
 556
 557       // Create Graph to hold data we will fit
 558       TGraph *gSig =  new TGraph( nsamples);
 559       for (int i=0; i<nsamples; i++) {
 560         Int_t timebin = firstTimeBin + i;
 561         gSig->SetPoint(timebin, timebin, fRawAnalyzer->GetReversed(timebin));
 562       }
 563
 564       TF1 * signalF = new TF1("signal", RawResponseFunction, 0, GetRawFormatTimeBins(), 5);
 565       signalF->SetParameters(10.,5.,fTau,fOrder,0.); //set all defaults once, just to be safe
 566       signalF->SetParNames("amp","t0","tau","N","ped");
 567       signalF->FixParameter(2,fTau); // tau in units of time bin
 568       signalF->FixParameter(3,fOrder); // order
 569       signalF->FixParameter(4, 0); // pedestal should be subtracted when we get here
 570       signalF->SetParameter(1, time);
 571       signalF->SetParameter(0, amp);
 572
 573       gSig->Fit(signalF, "QROW"); // Note option 'W': equal errors on all points
 574
 575       // assign fit results
 576       amp = signalF->GetParameter(0);
 577       time = signalF->GetParameter(1);
 578
 579       delete signalF;
 580
 581       // cross-check with ParabolaFit to see if the results make sense
 582       FitParabola(gSig, amp); // amp is possibly updated
 583
 584       //printf("Std   : Amp %f, time %g\n",amp, time);
 585       delete gSig; // delete TGraph
 586
 587       break;
 588     }//kStandard Fitter
 589     //----------------------------
 590   case kLogFit:
 591     {
 592       if (nsamples < 3) { return; } // nothing much to fit
 593       //printf("LogFit \n");
 594
 595       // Create Graph to hold data we will fit
 596       TGraph *gSigLog =  new TGraph( nsamples);
 597       for (int i=0; i<nsamples; i++) {
 598         Int_t timebin = firstTimeBin + i;
 599         gSigLog->SetPoint(timebin, timebin, TMath::Log(fRawAnalyzer->GetReversed(timebin) ) );
 600       }
 601
 602       TF1 * signalFLog = new TF1("signalLog", RawResponseFunctionLog, 0, GetRawFormatTimeBins(), 5);
 603       signalFLog->SetParameters(2.3, 5.,fTau,fOrder,0.); //set all defaults once, just to be safe
 604       signalFLog->SetParNames("amplog","t0","tau","N","ped");
 605       signalFLog->FixParameter(2,fTau); // tau in units of time bin
 606       signalFLog->FixParameter(3,fOrder); // order
 607       signalFLog->FixParameter(4, 0); // pedestal should be subtracted when we get here
 608       signalFLog->SetParameter(1, time);
 609       if (amp>=1) {
 610         signalFLog->SetParameter(0, TMath::Log(amp));
 611       }
 612
 613       gSigLog->Fit(signalFLog, "QROW"); // Note option 'W': equal errors on all points
 614
 615       // assign fit results
 616       Double_t amplog = signalFLog->GetParameter(0); //Not Amp, but Log of Amp
 617       amp = TMath::Exp(amplog);
 618       time = signalFLog->GetParameter(1);
 619
 620       delete signalFLog;
 621       //printf("LogFit: Amp %f, time %g\n",amp, time);
 622       delete gSigLog;
 623       break;
 624     } //kLogFit
 625     //----------------------------
 626
 627     //----------------------------
 628   }//switch fitting algorithms
 629
 630   return;
 631 }
 632
 633 //__________________________________________________________________
 634 void AliEMCALRawUtils::FitParabola(const TGraph *gSig, Float_t & amp) const
 635 {
 636   //BEG YS alternative methods to calculate the amplitude
 637   Double_t * ymx = gSig->GetX() ;
 638   Double_t * ymy = gSig->GetY() ;
 639   const Int_t kN = 3 ;
 640   Double_t ymMaxX[kN] = {0., 0., 0.} ;
 641   Double_t ymMaxY[kN] = {0., 0., 0.} ;
 642   Double_t ymax = 0. ;
 643   // find the maximum amplitude
 644   Int_t ymiMax = 0 ;
 645   for (Int_t ymi = 0; ymi < gSig->GetN(); ymi++) {
 646     if (ymy[ymi] > ymMaxY[0] ) {
 647       ymMaxY[0] = ymy[ymi] ; //<========== This is the maximum amplitude
 648       ymMaxX[0] = ymx[ymi] ;
 649       ymiMax = ymi ;
 650     }
 651   }
 652   // find the maximum by fitting a parabola through the max and the two adjacent samples
 653   if ( ymiMax < gSig->GetN()-1 && ymiMax > 0) {
 654     ymMaxY[1] = ymy[ymiMax+1] ;
 655     ymMaxY[2] = ymy[ymiMax-1] ;
 656     ymMaxX[1] = ymx[ymiMax+1] ;
 657     ymMaxX[2] = ymx[ymiMax-1] ;
 658     if (ymMaxY[0]*ymMaxY[1]*ymMaxY[2] > 0) {
 659       //fit a parabola through the 3 points y= a+bx+x*x*x
 660       Double_t sy = 0 ;
 661       Double_t sx = 0 ;
 662       Double_t sx2 = 0 ;
 663       Double_t sx3 = 0 ;
 664       Double_t sx4 = 0 ;
 665       Double_t sxy = 0 ;
 666       Double_t sx2y = 0 ;
 667       for (Int_t i = 0; i < kN ; i++) {
 668         sy += ymMaxY[i] ;
 669         sx += ymMaxX[i] ;
 670         sx2 += ymMaxX[i]*ymMaxX[i] ;
 671         sx3 += ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxX[i] ;
 672         sx4 += ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxX[i] ;
 673         sxy += ymMaxX[i]*ymMaxY[i] ;
 674         sx2y += ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxY[i] ;
 675       }
 676       Double_t cN = (sx2y*kN-sy*sx2)*(sx3*sx-sx2*sx2)-(sx2y*sx-sxy*sx2)*(sx3*kN-sx*sx2);
 677       Double_t cD = (sx4*kN-sx2*sx2)*(sx3*sx-sx2*sx2)-(sx4*sx-sx3*sx2)*(sx3*kN-sx*sx2) ;
 678       Double_t c  = cN / cD ;
 679       Double_t b  = ((sx2y*kN-sy*sx2)-c*(sx4*kN-sx2*sx2))/(sx3*kN-sx*sx2) ;
 680       Double_t a  = (sy-b*sx-c*sx2)/kN  ;
 681       Double_t xmax = -b/(2*c) ;
 682       ymax = a + b*xmax + c*xmax*xmax ;//<========== This is the maximum amplitude
 683     }
 684   }
 685
 686   Double_t diff = TMath::Abs(1-ymMaxY[0]/amp) ;
 687   if (diff > 0.1)
 688     amp = ymMaxY[0] ;
 689   //printf("Yves   : Amp %f, time %g\n",amp, time);
 690   //END YS
 691   return;
 692 }
 693
 694 //__________________________________________________________________
 695 Double_t AliEMCALRawUtils::RawResponseFunction(Double_t *x, Double_t *par)
 696 {
 697   // Matches version used in 2007 beam test
 698   //
 699   // Shape of the electronics raw reponse:
 700   // It is a semi-gaussian, 2nd order Gamma function of the general form
 701   //
 702   // xx = (t - t0 + tau) / tau  [xx is just a convenient help variable]
 703   // F = A * (xx**N * exp( N * ( 1 - xx) )   for xx >= 0
 704   // F = 0                                   for xx < 0
 705   //
 706   // parameters:
 707   // A:   par[0]   // Amplitude = peak value
 708   // t0:  par[1]
 709   // tau: par[2]
 710   // N:   par[3]
 711   // ped: par[4]
 712   //
 713   Double_t signal ;
 714   Double_t tau =par[2];
 715   Double_t n =par[3];
 716   Double_t ped = par[4];
 717   Double_t xx = ( x[0] - par[1] + tau ) / tau ;
 718
 719   if (xx <= 0)
 720     signal = ped ;
 721   else {
 722     signal = ped + par[0] * TMath::Power(xx , n) * TMath::Exp(n * (1 - xx )) ;
 723   }
 724   return signal ;
 725 }
 726
 727 //__________________________________________________________________
 728 Double_t AliEMCALRawUtils::RawResponseFunctionLog(Double_t *x, Double_t *par)
 729 {
 730   // Matches version used in 2007 beam test
 731   //
 732   // Shape of the electronics raw reponse:
 733   // It is a semi-gaussian, 2nd order Gamma function of the general form
 734   //
 735   // xx = (t - t0 + tau) / tau  [xx is just a convenient help variable]
 736   // F = A * (xx**N * exp( N * ( 1 - xx) )   for xx >= 0
 737   // F = 0                                   for xx < 0
 738   //
 739   // parameters:
 740   // Log[A]:   par[0]   // Amplitude = peak value
 741   // t0:  par[1]
 742   // tau: par[2]
 743   // N:   par[3]
 744   // ped: par[4]
 745   //
 746   Double_t signal ;
 747   Double_t tau =par[2];
 748   Double_t n =par[3];
 749   //Double_t ped = par[4]; // not used
 750   Double_t xx = ( x[0] - par[1] + tau ) / tau ;
 751
 752   if (xx < 0)
 753     signal = par[0] - n*TMath::Log(TMath::Abs(xx)) + n * (1 - xx ) ;
 754   else {
 755     signal = par[0] + n*TMath::Log(xx) + n * (1 - xx ) ;
 756   }
 757   return signal ;
 758 }
 759
 760 //__________________________________________________________________
 761 Bool_t AliEMCALRawUtils::RawSampledResponse(const Double_t dtime, const Double_t damp, Int_t * adcH, Int_t * adcL, const Int_t keyErr) const
 762 {
 763   // for a start time dtime and an amplitude damp given by digit,
 764   // calculates the raw sampled response AliEMCAL::RawResponseFunction
 765
 766   Bool_t lowGain = kFALSE ;
 767
 768   // A:   par[0]   // Amplitude = peak value
 769   // t0:  par[1]
 770   // tau: par[2]
 771   // N:   par[3]
 772   // ped: par[4]
 773
 774   TF1 signalF("signal", RawResponseFunction, 0, GetRawFormatTimeBins(), 5);
 775   signalF.SetParameter(0, damp) ;
 776   signalF.SetParameter(1, (dtime + fgTimeTrigger)/fgTimeBinWidth) ;
 777   signalF.SetParameter(2, fTau) ;
 778   signalF.SetParameter(3, fOrder);
 779   signalF.SetParameter(4, fgPedestalValue);
 780
 781   Double_t signal=0.0, noise=0.0;
 782   for (Int_t iTime = 0; iTime < GetRawFormatTimeBins(); iTime++) {
 783     signal = signalF.Eval(iTime) ;
 784
 785     // Next lines commeted for the moment but in principle it is not necessary to add
 786     // extra noise since noise already added at the digits level.
 787
 788     //According to Terry Awes, 13-Apr-2008
 789     //add gaussian noise in quadrature to each sample
 790     //Double_t noise = gRandom->Gaus(0.,fgFEENoise);
 791     //signal = sqrt(signal*signal + noise*noise);
 792
 793     // March 17,09 for fast fit simulations by Alexei Pavlinov.
 794     // Get from PHOS analysis. In some sense it is open questions.
 795         if(keyErr>0) {
 796                 noise = gRandom->Gaus(0.,fgFEENoise);
 797                 signal += noise;
 798         }
 799
 800     adcH[iTime] =  static_cast<Int_t>(signal + 0.5) ;
 801     if ( adcH[iTime] > fgkRawSignalOverflow ){  // larger than 10 bits
 802       adcH[iTime] = fgkRawSignalOverflow ;
 803       lowGain = kTRUE ;
 804     }
 805
 806     signal /= fHighLowGainFactor;
 807
 808     adcL[iTime] =  static_cast<Int_t>(signal + 0.5) ;
 809     if ( adcL[iTime] > fgkRawSignalOverflow)  // larger than 10 bits
 810       adcL[iTime] = fgkRawSignalOverflow ;
 811   }
 812   return lowGain ;
 813 }
 814
 815 //__________________________________________________________________
 816 void AliEMCALRawUtils::SetFittingAlgorithm(Int_t fitAlgo)
 817 {
 818         //Set fitting algorithm and initialize it if this same algorithm was not set before.
 819         //printf("**** Set Algorithm , number %d ****\n",fitAlgo);
 820
 821         if(fitAlgo == fFittingAlgorithm && fRawAnalyzer) {
 822                 //Do nothing, this same algorithm already set before.
 823                 //printf("**** Algorithm already set before, number %d, %s ****\n",fitAlgo, fRawAnalyzer->GetName());
 824                 return;
 825         }
 826         //Initialize the requested algorithm
 827         if(fitAlgo != fFittingAlgorithm || !fRawAnalyzer) {
 828                 //printf("**** Init Algorithm , number %d ****\n",fitAlgo);
 829
 830                 fFittingAlgorithm = fitAlgo;
 831                 if (fRawAnalyzer) delete fRawAnalyzer;  // delete prev. analyzer if existed.
 832
 833                 if (fitAlgo == kFastFit) {
 834                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerFastFit();
 835                 }
 836                 else if (fitAlgo == kNeuralNet) {
 837                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerNN();
 838                 }
 839                 else if (fitAlgo == kLMS) {
 840                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerLMS();
 841                 }
 842                 else if (fitAlgo == kPeakFinder) {
 843                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerPeakFinder();
 844                 }
 845                 else if (fitAlgo == kCrude) {
 846                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerCrude();
 847                 }
 848                 else {
 849                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzer();
 850                 }
 851         }
 852
 853 }
 854
 855