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 class TSystem;
  34
  35 class AliLog;
  36 #include "AliRun.h"
  37 #include "AliRunLoader.h"
  38 class AliCaloAltroMapping;
  39 #include "AliAltroBuffer.h"
  40 #include "AliRawReader.h"
  41 #include "AliCaloRawStreamV3.h"
  42 #include "AliDAQ.h"
  43
  44 #include "AliEMCALRecParam.h"
  45 #include "AliEMCALLoader.h"
  46 #include "AliEMCALGeometry.h"
  47 class AliEMCALDigitizer;
  48 #include "AliEMCALDigit.h"
  49 #include "AliEMCAL.h"
  50 #include "AliCaloCalibPedestal.h"
  51 #include "AliCaloFastAltroFitv0.h"
  52
  53 ClassImp(AliEMCALRawUtils)
  54
  55 // Signal shape parameters
  56 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgTimeBins = 256; // number of sampling bins of the raw RO signal (we typically use 15-50; theoretical max is 1k+)
  57 Double_t AliEMCALRawUtils::fgTimeBinWidth  = 100E-9 ; // each sample is 100 ns
  58 Double_t AliEMCALRawUtils::fgTimeTrigger = 1.5E-6 ;   // 15 time bins ~ 1.5 musec
  59
  60 // some digitization constants
  61 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgThreshold = 1;
  62 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgDDLPerSuperModule = 2;  // 2 ddls per SuperModule
  63 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgPedestalValue = 32;     // pedestal value for digits2raw
  64 Double_t AliEMCALRawUtils::fgFEENoise = 3.;          // 3 ADC channels of noise (sampled)
  65
  66 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils()
  67   : fHighLowGainFactor(0.), fOrder(0), fTau(0.), fNoiseThreshold(0),
  68     fNPedSamples(0), fGeom(0), fOption(""),
  69     fRemoveBadChannels(kTRUE),fFittingAlgorithm(0)
  70 {
  71
  72   //These are default parameters.
  73   //Can be re-set from without with setter functions
  74   //Already set in the OCDB and passed via setter in the AliEMCALReconstructor
  75   fHighLowGainFactor = 16. ;          // adjusted for a low gain range of 82 GeV (10 bits)
  76   fOrder = 2;                         // order of gamma fn
  77   fTau = 2.35;                        // in units of timebin, from CERN 2007 testbeam
  78   fNoiseThreshold = 3; // 3 ADC counts is approx. noise level
  79   fNPedSamples = 4;    // less than this value => likely pedestal samples
  80   fRemoveBadChannels = kTRUE; //Remove bad channels before fitting
  81   fFittingAlgorithm  = kFastFit;//kStandard; // Use default minuit fitter
  82
  83   //Get Mapping RCU files from the AliEMCALRecParam
  84   const TObjArray* maps = AliEMCALRecParam::GetMappings();
  85   if(!maps) AliFatal("Cannot retrieve ALTRO mappings!!");
  86
  87   for(Int_t i = 0; i < 4; i++) {
  88     fMapping[i] = (AliAltroMapping*)maps->At(i);
  89   }
  90
  91   //To make sure we match with the geometry in a simulation file,
  92   //let's try to get it first.  If not, take the default geometry
  93   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
  94   if(!rl) AliError("Cannot find RunLoader!");
  95   if (rl->GetAliRun() && rl->GetAliRun()->GetDetector("EMCAL")) {
  96     fGeom = dynamic_cast<AliEMCAL*>(rl->GetAliRun()->GetDetector("EMCAL"))->GetGeometry();
  97   } else {
  98     AliInfo(Form("Using default geometry in raw reco"));
  99     fGeom =  AliEMCALGeometry::GetInstance(AliEMCALGeometry::GetDefaultGeometryName());
 100   }
 101
 102   if(!fGeom) AliFatal(Form("Could not get geometry!"));
 103
 104 }
 105
 106 //____________________________________________________________________________
 107 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils(AliEMCALGeometry *pGeometry)
 108   : fHighLowGainFactor(0.), fOrder(0), fTau(0.), fNoiseThreshold(0),
 109     fNPedSamples(0), fGeom(pGeometry), fOption(""),
 110     fRemoveBadChannels(kTRUE),fFittingAlgorithm(0)
 111 {
 112   //
 113   // Initialize with the given geometry - constructor required by HLT
 114   // HLT does not use/support AliRunLoader(s) instances
 115   // This is a minimum intervention solution
 116   // Comment by MPloskon@lbl.gov
 117   //
 118
 119   //These are default parameters.
 120   //Can be re-set from without with setter functions
 121   //Already set in the OCDB and passed via setter in the AliEMCALReconstructor
 122   fHighLowGainFactor = 16. ;          // adjusted for a low gain range of 82 GeV (10 bits)
 123   fOrder = 2;                         // order of gamma fn
 124   fTau = 2.35;                        // in units of timebin, from CERN 2007 testbeam
 125   fNoiseThreshold = 3; // 3 ADC counts is approx. noise level
 126   fNPedSamples = 4;    // less than this value => likely pedestal samples
 127   fRemoveBadChannels = kTRUE; //Remove bad channels before fitting
 128   fFittingAlgorithm  = kStandard; // Use default minuit fitter
 129
 130   //Get Mapping RCU files from the AliEMCALRecParam
 131   const TObjArray* maps = AliEMCALRecParam::GetMappings();
 132   if(!maps) AliFatal("Cannot retrieve ALTRO mappings!!");
 133
 134   for(Int_t i = 0; i < 4; i++) {
 135     fMapping[i] = (AliAltroMapping*)maps->At(i);
 136   }
 137
 138   if(!fGeom) AliFatal(Form("Could not get geometry!"));
 139
 140 }
 141
 142 //____________________________________________________________________________
 143 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils(const AliEMCALRawUtils& rawU)
 144   : TObject(),
 145     fHighLowGainFactor(rawU.fHighLowGainFactor),
 146     fOrder(rawU.fOrder),
 147     fTau(rawU.fTau),
 148     fNoiseThreshold(rawU.fNoiseThreshold),
 149     fNPedSamples(rawU.fNPedSamples),
 150     fGeom(rawU.fGeom),
 151     fOption(rawU.fOption),
 152     fRemoveBadChannels(rawU.fRemoveBadChannels),
 153     fFittingAlgorithm(rawU.fFittingAlgorithm)
 154 {
 155   //copy ctor
 156   fMapping[0] = rawU.fMapping[0];
 157   fMapping[1] = rawU.fMapping[1];
 158   fMapping[2] = rawU.fMapping[2];
 159   fMapping[3] = rawU.fMapping[3];
 160 }
 161
 162 //____________________________________________________________________________
 163 AliEMCALRawUtils& AliEMCALRawUtils::operator =(const AliEMCALRawUtils &rawU)
 164 {
 165   //assignment operator
 166
 167   if(this != &rawU) {
 168     fHighLowGainFactor = rawU.fHighLowGainFactor;
 169     fOrder = rawU.fOrder;
 170     fTau = rawU.fTau;
 171     fNoiseThreshold = rawU.fNoiseThreshold;
 172     fNPedSamples = rawU.fNPedSamples;
 173     fGeom = rawU.fGeom;
 174     fOption = rawU.fOption;
 175     fRemoveBadChannels = rawU.fRemoveBadChannels;
 176     fFittingAlgorithm  = rawU.fFittingAlgorithm;
 177     fMapping[0] = rawU.fMapping[0];
 178     fMapping[1] = rawU.fMapping[1];
 179     fMapping[2] = rawU.fMapping[2];
 180     fMapping[3] = rawU.fMapping[3];
 181   }
 182
 183   return *this;
 184
 185 }
 186
 187 //____________________________________________________________________________
 188 AliEMCALRawUtils::~AliEMCALRawUtils() {
 189   //dtor
 190
 191 }
 192
 193 //____________________________________________________________________________
 194 void AliEMCALRawUtils::Digits2Raw()
 195 {
 196   // convert digits of the current event to raw data
 197
 198   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
 199   AliEMCALLoader *loader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
 200
 201   // get the digits
 202   loader->LoadDigits("EMCAL");
 203   loader->GetEvent();
 204   TClonesArray* digits = loader->Digits() ;
 205
 206   if (!digits) {
 207     Warning("Digits2Raw", "no digits found !");
 208     return;
 209   }
 210
 211   static const Int_t nDDL = 12*2; // 12 SM hardcoded for now. Buffers allocated dynamically, when needed, so just need an upper limit here
 212   AliAltroBuffer* buffers[nDDL];
 213   for (Int_t i=0; i < nDDL; i++)
 214     buffers[i] = 0;
 215
 216   TArrayI adcValuesLow(fgTimeBins);
 217   TArrayI adcValuesHigh(fgTimeBins);
 218
 219   // loop over digits (assume ordered digits)
 220   for (Int_t iDigit = 0; iDigit < digits->GetEntries(); iDigit++) {
 221     AliEMCALDigit* digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>(digits->At(iDigit)) ;
 222     if (digit->GetAmp() < fgThreshold)
 223       continue;
 224
 225     //get cell indices
 226     Int_t nSM = 0;
 227     Int_t nIphi = 0;
 228     Int_t nIeta = 0;
 229     Int_t iphi = 0;
 230     Int_t ieta = 0;
 231     Int_t nModule = 0;
 232     fGeom->GetCellIndex(digit->GetId(), nSM, nModule, nIphi, nIeta);
 233     fGeom->GetCellPhiEtaIndexInSModule(nSM, nModule, nIphi, nIeta,iphi, ieta) ;
 234
 235     //Check which is the RCU, 0 or 1, of the cell.
 236     Int_t iRCU = -111;
 237     //RCU0
 238     if (0<=iphi&&iphi<8) iRCU=0; // first cable row
 239     else if (8<=iphi&&iphi<16 && 0<=ieta&&ieta<24) iRCU=0; // first half;
 240     //second cable row
 241     //RCU1
 242     else if(8<=iphi&&iphi<16 && 24<=ieta&&ieta<48) iRCU=1; // second half;
 243     //second cable row
 244     else if(16<=iphi&&iphi<24) iRCU=1; // third cable row
 245
 246     if (nSM%2==1) iRCU = 1 - iRCU; // swap for odd=C side, to allow us to cable both sides the same
 247
 248     if (iRCU<0)
 249       Fatal("Digits2Raw()","Non-existent RCU number: %d", iRCU);
 250
 251     //Which DDL?
 252     Int_t iDDL = fgDDLPerSuperModule* nSM + iRCU;
 253     if (iDDL >= nDDL)
 254       Fatal("Digits2Raw()","Non-existent DDL board number: %d", iDDL);
 255
 256     if (buffers[iDDL] == 0) {
 257       // open new file and write dummy header
 258       TString fileName = AliDAQ::DdlFileName("EMCAL",iDDL);
 259       //Select mapping file RCU0A, RCU0C, RCU1A, RCU1C
 260       Int_t iRCUside=iRCU+(nSM%2)*2;
 261       //iRCU=0 and even (0) SM -> RCU0A.data   0
 262       //iRCU=1 and even (0) SM -> RCU1A.data   1
 263       //iRCU=0 and odd  (1) SM -> RCU0C.data   2
 264       //iRCU=1 and odd  (1) SM -> RCU1C.data   3
 265       //cout<<" nSM "<<nSM<<"; iRCU "<<iRCU<<"; iRCUside "<<iRCUside<<endl;
 266       buffers[iDDL] = new AliAltroBuffer(fileName.Data(),fMapping[iRCUside]);
 267       buffers[iDDL]->WriteDataHeader(kTRUE, kFALSE);  //Dummy;
 268     }
 269
 270     // out of time range signal (?)
 271     if (digit->GetTimeR() > GetRawFormatTimeMax() ) {
 272       AliInfo("Signal is out of time range.\n");
 273       buffers[iDDL]->FillBuffer((Int_t)digit->GetAmp());
 274       buffers[iDDL]->FillBuffer(GetRawFormatTimeBins() );  // time bin
 275       buffers[iDDL]->FillBuffer(3);          // bunch length
 276       buffers[iDDL]->WriteTrailer(3, ieta, iphi, nSM);  // trailer
 277       // calculate the time response function
 278     } else {
 279       Bool_t lowgain = RawSampledResponse(digit->GetTimeR(), digit->GetAmp(), adcValuesHigh.GetArray(), adcValuesLow.GetArray()) ;
 280       if (lowgain)
 281         buffers[iDDL]->WriteChannel(ieta, iphi, 0, GetRawFormatTimeBins(), adcValuesLow.GetArray(), fgThreshold);
 282       else
 283         buffers[iDDL]->WriteChannel(ieta,iphi, 1, GetRawFormatTimeBins(), adcValuesHigh.GetArray(), fgThreshold);
 284     }
 285   }
 286
 287   // write headers and close files
 288   for (Int_t i=0; i < nDDL; i++) {
 289     if (buffers[i]) {
 290       buffers[i]->Flush();
 291       buffers[i]->WriteDataHeader(kFALSE, kFALSE);
 292       delete buffers[i];
 293     }
 294   }
 295
 296   loader->UnloadDigits();
 297 }
 298
 299 //____________________________________________________________________________
 300 void AliEMCALRawUtils::Raw2Digits(AliRawReader* reader,TClonesArray *digitsArr, AliCaloCalibPedestal* pedbadmap)
 301 {
 302   // convert raw data of the current event to digits
 303
 304   digitsArr->Clear();
 305
 306   if (!digitsArr) {
 307     Error("Raw2Digits", "no digits found !");
 308     return;
 309   }
 310   if (!reader) {
 311     Error("Raw2Digits", "no raw reader found !");
 312     return;
 313   }
 314
 315   AliCaloRawStreamV3 in(reader,"EMCAL",fMapping);
 316   // Select EMCAL DDL's;
 317   reader->Select("EMCAL",0,43); // 43 = AliEMCALGeoParams::fgkLastAltroDDL
 318
 319   //Updated fitting routine from 2007 beam test takes into account
 320   //possibility of two peaks in data and selects first one for fitting
 321   //Also sets some of the starting parameters based on the shape of the
 322   //given raw signal being fit
 323
 324   TF1 * signalF = new TF1("signal", RawResponseFunction, 0, GetRawFormatTimeBins(), 5);
 325   signalF->SetParameters(10.,5.,fTau,fOrder,0.); //set all defaults once, just to be safe
 326   signalF->SetParNames("amp","t0","tau","N","ped");
 327   signalF->FixParameter(2,fTau); // tau in units of time bin
 328   signalF->FixParameter(3,fOrder); // order
 329
 330   Int_t id =  -1;
 331   Float_t time = 0. ;
 332   Float_t amp = 0. ;
 333   Float_t ped = 0. ;
 334   Float_t ampEstimate  = 0;
 335   Float_t timeEstimate = 0;
 336   Float_t pedEstimate = 0;
 337   Int_t i = 0;
 338   Int_t startBin = 0;
 339
 340   //Graph to hold data we will fit (should be converted to an array
 341   //later to speed up processing
 342   TGraph * gSig = new TGraph(GetRawFormatTimeBins());
 343
 344   Int_t lowGain = 0;
 345   Int_t caloFlag = 0; // low, high gain, or TRU, or LED ref.
 346
 347   // start loop over input stream
 348   while (in.NextDDL()) {
 349     while (in.NextChannel()) {
 350
 351       //Check if the signal  is high or low gain and then do the fit,
 352       //if it  is from TRU do not fit
 353       caloFlag = in.GetCaloFlag();
 354       if (caloFlag != 0 && caloFlag != 1) continue;
 355
 356       //Do not fit bad channels
 357       if(fRemoveBadChannels && pedbadmap->IsBadChannel(in.GetModule(),in.GetColumn(),in.GetRow())) {
 358         //printf("Tower from SM %d, column %d, row %d is BAD!!! Skip \n", in.GetModule(),in.GetColumn(),in.GetRow());
 359         continue;
 360       }
 361
 362       // There can be zero-suppression in the raw data,
 363       // so set up the TGraph in advance
 364       for (i=0; i < GetRawFormatTimeBins(); i++) {
 365         gSig->SetPoint(i, i , -1); // init to out-of-range values
 366       }
 367
 368       Int_t maxTimeBin = 0;
 369       Int_t min = 0x3ff; // init to 10-bit max
 370       Int_t max = 0; // init to 10-bit min
 371       while (in.NextBunch()) {
 372
 373         const UShort_t *sig = in.GetSignals();
 374         startBin = in.GetStartTimeBin();
 375         if (maxTimeBin < startBin) {
 376           maxTimeBin = startBin; // timebins come in reverse order
 377         }
 378         if (maxTimeBin < 0 || maxTimeBin >= GetRawFormatTimeBins()) {
 379           AliWarning(Form("Invalid time bin %d",maxTimeBin));
 380           maxTimeBin = GetRawFormatTimeBins();
 381         }
 382
 383         for (i = 0; i < in.GetBunchLength(); i++) {
 384           time = startBin--;
 385           gSig->SetPoint((Int_t)time, time, (Double_t) sig[i]) ;
 386           if (max < sig[i]) max = sig[i];
 387           if (min > sig[i]) min = sig[i];
 388
 389         }
 390       } // loop over bunches
 391
 392       gSig->Set(maxTimeBin+1); // set actual max size of TGraph
 393
 394       //Initialize the variables, do not keep previous values.
 395       // not really necessary to reset all of them (only amp and time at the moment), but better safe than sorry
 396       amp  = -1 ;
 397       time = -1 ;
 398       ped = -1;
 399       ampEstimate  = -1 ;
 400       timeEstimate = -1 ;
 401       pedEstimate = -1;
 402
 403           if ( (max - min) > fNoiseThreshold) {
 404                   FitRaw(gSig, signalF, maxTimeBin, amp, time, ped,
 405                                                         ampEstimate, timeEstimate, pedEstimate);
 406 //                switch(fFittingAlgorithm)
 407 //                {
 408 //                        case kStandard:
 409 //                        {
 410 //                                //printf("Standard fitter \n");
 411 //                                FitRaw(gSig, signalF, maxTimeBin, amp, time, ped,
 412 //             ampEstimate, timeEstimate, pedEstimate);
 413 //                                break;
 414 //                        }
 415 //                        case kFastFit:
 416 //                        {
 417 //                                //printf("FastFitter \n");
 418 //                                Double_t eSignal = 0;
 419 //                                Double_t dAmp = amp;
 420 //                                Double_t dTimeEstimate = timeEstimate;
 421 //                                Double_t eTimeEstimate = 0;
 422 //                                Double_t eAmp = 0;
 423 //                                Double_t chi2 = 0;
 424 //
 425 //                                AliCaloFastAltroFitv0::FastFit(gSig->GetX(), gSig->GetY(), gSig->GetN(),
 426 //                                                                                               eSignal, fTau,
 427 //                                                                                               dAmp, eAmp, dTimeEstimate, eTimeEstimate, chi2);
 428 //                                amp=dAmp;
 429 //                                timeEstimate = dTimeEstimate;
 430 //                                //printf("FastFitter: Amp %f, time %f, eAmp %f, eTimeEstimate %f, chi2 %f\n",amp, timeEstimate,eAmp,eTimeEstimate,chi2);
 431 //
 432 //                                break;
 433 //                        }
 434 //                }
 435           }
 436
 437       if ( amp>0 && amp<2000 && time>0 && time<(maxTimeBin*GetRawFormatTimeBinWidth()) ) {  //check both high and low end of amplitude result, and time
 438         //2000 is somewhat arbitrary - not nice with magic numbers in the code..
 439         id =  fGeom->GetAbsCellIdFromCellIndexes(in.GetModule(), in.GetRow(), in.GetColumn()) ;
 440         lowGain = in.IsLowGain();
 441
 442         // check fit results: should be consistent with initial estimates
 443         // more magic numbers, but very loose cuts, for now..
 444         // We have checked that amp an time values are positive so division for assymmetry
 445         // calculation should be OK/safe
 446         Float_t ampAsymm = (amp - ampEstimate)/(amp + ampEstimate);
 447         if ( (TMath::Abs(ampAsymm) > 0.1) ||
 448              (TMath::Abs(time - timeEstimate) > 2*GetRawFormatTimeBinWidth()) ) {
 449           AliDebug(2,Form("Fit results ped %f amp %f time %f not consistent with expectations ped %f max-ped %f time %d",
 450                       ped, amp, time, pedEstimate, ampEstimate, timeEstimate));
 451
 452           // what should do we do then? skip this channel or assign the simple estimate?
 453           // for now just overwrite the fit results with the simple estimate
 454           amp = ampEstimate;
 455           time = timeEstimate;
 456         }
 457
 458         AliDebug(2,Form("id %d lowGain %d amp %g", id, lowGain, amp));
 459         // printf("Added tower: SM %d, row %d, column %d, amp %3.2f\n",in.GetModule(), in.GetRow(), in.GetColumn(),amp);
 460         // round off amplitude value to nearest integer
 461         AddDigit(digitsArr, id, lowGain, TMath::Nint(amp), time);
 462       }
 463
 464       // Reset graph
 465       for (Int_t index = 0; index < gSig->GetN(); index++) {
 466         gSig->SetPoint(index, index, -1) ;
 467       }
 468       // Reset starting parameters for fit function
 469       signalF->SetParameters(10.,5.,fTau,fOrder,0.); //reset all defaults just to be safe
 470
 471    } // end while over channel
 472   } //end while over DDL's, of input stream
 473
 474   delete signalF ;
 475   delete gSig;
 476
 477   return ;
 478 }
 479
 480 //____________________________________________________________________________
 481 void AliEMCALRawUtils::AddDigit(TClonesArray *digitsArr, Int_t id, Int_t lowGain, Int_t amp, Float_t time) {
 482   //
 483   // Add a new digit.
 484   // This routine checks whether a digit exists already for this tower
 485   // and then decides whether to use the high or low gain info
 486   //
 487   // Called by Raw2Digits
 488
 489   AliEMCALDigit *digit = 0, *tmpdigit = 0;
 490   TIter nextdigit(digitsArr);
 491   while (digit == 0 && (tmpdigit = (AliEMCALDigit*) nextdigit())) {
 492     if (tmpdigit->GetId() == id)
 493       digit = tmpdigit;
 494   }
 495
 496   if (!digit) { // no digit existed for this tower; create one
 497     if (lowGain && amp > fgkOverflowCut)
 498       amp = Int_t(fHighLowGainFactor * amp);
 499     Int_t idigit = digitsArr->GetEntries();
 500     new((*digitsArr)[idigit]) AliEMCALDigit( -1, -1, id, amp, time, idigit) ;
 501   }
 502   else { // a digit already exists, check range
 503          // (use high gain if signal < cut value, otherwise low gain)
 504     if (lowGain) { // new digit is low gain
 505       if (digit->GetAmp() > fgkOverflowCut) {  // use if stored digit is out of range
 506         digit->SetAmp(Int_t(fHighLowGainFactor * amp));
 507         digit->SetTime(time);
 508       }
 509     }
 510     else if (amp < fgkOverflowCut) { // new digit is high gain; use if not out of range
 511       digit->SetAmp(amp);
 512       digit->SetTime(time);
 513     }
 514   }
 515 }
 516
 517 //____________________________________________________________________________
 518 void AliEMCALRawUtils::FitRaw(TGraph * gSig, TF1* signalF, const Int_t lastTimeBin, Float_t & amp, Float_t & time, Float_t & ped, Float_t & ampEstimate, Float_t & timeEstimate, Float_t & pedEstimate, const Float_t cut) const
 519 {
 520   // Fits the raw signal time distribution; from AliEMCALGetter
 521   // last argument: Float_t cut = 0.0; // indicating how much of amplitude w.r.t. max value fit should be above noise and pedestal
 522
 523   // initialize return values
 524   amp = 0;
 525   time = 0;
 526   ped = 0;
 527   ampEstimate = 0;
 528   timeEstimate = 0;
 529   pedEstimate = 0;
 530
 531   // 0th step: remove plateau / overflow candidates
 532   // before trying to estimate amplitude, search for maxima etc.
 533   //
 534   Int_t nOrig = gSig->GetN(); // number of samples before we remove any overflows
 535   // Values for readback from input graph
 536   Double_t ttime = 0;
 537   Double_t signal = 0;
 538
 539   /*
 540   // start: tmp dump of all values
 541   for (Int_t i=0; i<gSig->GetN(); i++) {
 542     gSig->GetPoint(i, ttime, signal) ; // get values
 543     printf("orig: i %d, time %f, signal %f\n",i, ttime, signal);
 544   }
 545   // end: tmp dump of all values
 546   */
 547
 548   // start from back of TGraph since RemovePoint will downshift indices
 549   for (Int_t i=nOrig-1; i>=0; i--) {
 550     gSig->GetPoint(i, ttime, signal) ; // get values
 551     if (signal >= (pedEstimate + fgkOverflowCut) ) {
 552       gSig->RemovePoint(i);
 553     }
 554   }
 555
 556   // 1st step: we try to estimate the pedestal value
 557   Int_t nPed = 0;
 558   for (Int_t index = 0; index < gSig->GetN(); index++) {
 559     gSig->GetPoint(index, ttime, signal) ;
 560     // ttime < fNPedsamples used for pedestal estimate;
 561     // ttime >= fNPedSamples used for signal checks
 562     if (signal >= 0 && ttime<fNPedSamples) { // valid value
 563       pedEstimate += signal;
 564       nPed++;
 565     }
 566   }
 567
 568   if (nPed > 0)
 569     pedEstimate /= nPed;
 570   else {
 571     //AliWarning("Could not determine pedestal");
 572     AliDebug(1,"Could not determine pedestal");
 573     pedEstimate = 0; // good estimate for ZeroSupp data (non ZS data should have no problem with pedestal estimate)
 574   }
 575
 576   // 2nd step: we look through the rest of the time-bins/ADC values and
 577   // see if we have something that looks like a signal.
 578   // We look for a first local maxima, as well as for a global maxima
 579   Int_t locMaxFound = 0;
 580   Int_t locMaxId = 0; // time-bin index at first local max
 581   Float_t locMaxSig = -1; // actual local max value
 582   Int_t globMaxId = 0; // time-bin index at global max
 583   Float_t globMaxSig = -1; // actual global max value
 584   // We will also look for any values that look like they are in overflow region
 585   for (Int_t i=0; i<gSig->GetN(); i++) {
 586     gSig->GetPoint(i, ttime, signal) ; // get values
 587
 588     // ttime < fNPedsamples used for pedestal estimate;
 589     // ttime >= fNPedSamples used for signal checks
 590     if (ttime >= fNPedSamples) {
 591
 592       // look for first local maximum signal=ADC value
 593       if (!locMaxFound && signal > locMaxSig) {
 594         locMaxId = i;
 595         locMaxSig = signal;
 596       }
 597       else if ( locMaxSig > (pedEstimate + fNoiseThreshold) ) {
 598         // we enter this condition after signal<=max, but previous
 599         // max value was large enough. I.e. at least a significant local
 600         // maxima has been found (just before)
 601         locMaxFound = 1;
 602       }
 603
 604       // also check for global maximum..
 605       if (signal > globMaxSig) {
 606         globMaxId = i;
 607         globMaxSig = signal;
 608       }
 609     } // ttime check
 610   } // end for-loop over samples after pedestal
 611
 612   // OK, we have looked through the signal spectra, let's see if we should try to make the fit
 613   ampEstimate = locMaxSig - pedEstimate; // estimate using first local maxima
 614   if ( ampEstimate > fNoiseThreshold ) { // else it's just noise
 615
 616     //Check that the local maximum we will use is not at the end or beginning of time sample range
 617     Double_t timeMax = -1;
 618     Int_t iMax = locMaxId;
 619     gSig->GetPoint(locMaxId, timeMax, signal) ;
 620     if (timeMax < 2 || timeMax > lastTimeBin-1) { // lastTimeBin is the lowest kept time-sample; current (Dec 2009) case
 621       //    if (timeMax < 2 || timeMax > lastTimeBin-2) { // for when lastTimeBin is the lowest read-out time-sample, future (2010) case
 622       AliDebug(1,Form("Skip fit, maximum of the sample close to the edges : timeMax %3.2f, ampEstimate %3.2f",timeMax, ampEstimate));
 623       return;
 624     }
 625
 626     // Check if the local and global maximum disagree
 627     if (locMaxId != globMaxId) {
 628       AliDebug(1,Form("Warning, local first maximum %d does not agree with global maximum %d\n", locMaxId, globMaxId));
 629       return;
 630     }
 631
 632     // Get the maximum and find the lowest timebin (tailmin) where the ADC value is not
 633     // significantly different from the pedestal
 634     // first lower times edge a.k.a. tailmin
 635     Int_t tailMin = 0;
 636     Double_t tmptime = 0;
 637     for (Int_t i=iMax-1; i > 0; i--) {
 638       gSig->GetPoint(i, tmptime, signal) ;
 639       if((signal-pedEstimate) < fNoiseThreshold){
 640         tailMin = i;
 641         break;
 642       }
 643     }
 644     // then same exercise for the higher times edge a.k.a. tailmax
 645     Int_t tailMax = lastTimeBin;
 646     for (Int_t i=iMax+1; i < gSig->GetN(); i++) {
 647       gSig->GetPoint(i, tmptime, signal) ;
 648       if ((signal-pedEstimate) <= (ampEstimate*cut + fNoiseThreshold)) { // stop fit at cut-fraction of amplitude above noise-threshold (cut>0 would mean avoid the pulse shape falling edge)
 649         tailMax = i;
 650         break;
 651       }
 652     }
 653
 654     // remove all points which are not in the distribution around maximum
 655     // i.e. up to tailmin, and from tailmax
 656     if ( tailMax != (gSig->GetN()-1) ){ // else nothing to remove
 657       nOrig = gSig->GetN(); // can't use GetN call in for loop below since gSig size changes..
 658       for(int j = tailMax; j < nOrig; j++) gSig->RemovePoint(tailMax);
 659     }
 660     for(int j = 0; j<=tailMin; j++) gSig->RemovePoint(0);
 661
 662     if(gSig->GetN() < 3) {
 663       AliDebug(2,Form("Skip fit, number of entries in sample smaller than number of fitting parameters: in sample %d, fitting param 3",
 664                       gSig->GetN() ));
 665       return;
 666     }
 667
 668     timeEstimate = timeMax * GetRawFormatTimeBinWidth();
 669
 670         //--------------------------------------------------
 671         //Do the fit, different fitting algorithms available
 672         //--------------------------------------------------
 673
 674         switch(fFittingAlgorithm) {
 675                 case kStandard:
 676                         {
 677                                 //printf("Standard fitter \n");
 678
 679                                 // determine what the valid fit range is
 680                                 Double_t minFit = 9999;
 681                                 Double_t maxFit = 0;
 682                                 for (Int_t i=0; i < gSig->GetN(); i++) {
 683                                         gSig->GetPoint(i, ttime, signal);
 684                                         if (minFit > ttime) minFit=ttime;
 685                                         if (maxFit < ttime) maxFit=ttime;
 686                                         //debug: printf("no tail: i %d, time %f, signal %f\n",i, ttime, signal);
 687                                 }
 688                                 signalF->SetRange(minFit, maxFit);
 689
 690                                 signalF->FixParameter(4, pedEstimate) ;
 691                                 signalF->SetParameter(1, timeMax);
 692                                 signalF->SetParameter(0, ampEstimate);
 693
 694                                 gSig->Fit(signalF, "QROW"); // Note option 'W': equal errors on all points
 695
 696                                 // assign fit results
 697                                 amp = signalF->GetParameter(0);
 698                                 time = signalF->GetParameter(1) * GetRawFormatTimeBinWidth(); // skip subtraction of fgTimeTrigger?
 699                                 ped = signalF->GetParameter(4);
 700                                 //printf("Std   : Amp %f, time %g\n",amp, time);
 701
 702                                 //BEG YS alternative methods to calculate the amplitude
 703                                 Double_t * ymx = gSig->GetX() ;
 704                                 Double_t * ymy = gSig->GetY() ;
 705                                 const Int_t kN = 3 ;
 706                                 Double_t ymMaxX[kN] = {0., 0., 0.} ;
 707                                 Double_t ymMaxY[kN] = {0., 0., 0.} ;
 708                                 Double_t ymax = 0. ;
 709                                 // find the maximum amplitude
 710                                 Int_t ymiMax = 0 ;
 711                                 for (Int_t ymi = 0; ymi < gSig->GetN(); ymi++) {
 712                                         if (ymy[ymi] > ymMaxY[0] ) {
 713                                                 ymMaxY[0] = ymy[ymi] ; //<========== This is the maximum amplitude
 714                                                 ymMaxX[0] = ymx[ymi] ;
 715                                                 ymiMax = ymi ;
 716                                         }
 717                                 }
 718                                 // find the maximum by fitting a parabola through the max and the two adjacent samples
 719                                 if ( ymiMax < gSig->GetN()-1 && ymiMax > 0) {
 720                                         ymMaxY[1] = ymy[ymiMax+1] ;
 721                                         ymMaxY[2] = ymy[ymiMax-1] ;
 722                                         ymMaxX[1] = ymx[ymiMax+1] ;
 723                                         ymMaxX[2] = ymx[ymiMax-1] ;
 724                                         if (ymMaxY[0]*ymMaxY[1]*ymMaxY[2] > 0) {
 725                                                 //fit a parabola through the 3 points y= a+bx+x*x*x
 726                                                 Double_t sy = 0 ;
 727                                                 Double_t sx = 0 ;
 728                                                 Double_t sx2 = 0 ;
 729                                                 Double_t sx3 = 0 ;
 730                                                 Double_t sx4 = 0 ;
 731                                                 Double_t sxy = 0 ;
 732                                                 Double_t sx2y = 0 ;
 733                                                 for (Int_t i = 0; i < kN ; i++) {
 734                                                         sy += ymMaxY[i] ;
 735                                                         sx += ymMaxX[i] ;
 736                                                         sx2 += ymMaxX[i]*ymMaxX[i] ;
 737                                                         sx3 += ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxX[i] ;
 738                                                         sx4 += ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxX[i] ;
 739                                                         sxy += ymMaxX[i]*ymMaxY[i] ;
 740                                                         sx2y += ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxY[i] ;
 741                                                 }
 742                                                 Double_t cN = (sx2y*kN-sy*sx2)*(sx3*sx-sx2*sx2)-(sx2y*sx-sxy*sx2)*(sx3*kN-sx*sx2);
 743                                                 Double_t cD = (sx4*kN-sx2*sx2)*(sx3*sx-sx2*sx2)-(sx4*sx-sx3*sx2)*(sx3*kN-sx*sx2) ;
 744                                                 Double_t c  = cN / cD ;
 745                                                 Double_t b  = ((sx2y*kN-sy*sx2)-c*(sx4*kN-sx2*sx2))/(sx3*kN-sx*sx2) ;
 746                                                 Double_t a  = (sy-b*sx-c*sx2)/kN  ;
 747                                                 Double_t xmax = -b/(2*c) ;
 748                                                 ymax = a + b*xmax + c*xmax*xmax ;//<========== This is the maximum amplitude
 749                                         }
 750                                 }
 751
 752                                 Double_t diff = TMath::Abs(1-ymMaxY[0]/amp) ;
 753                                 if (diff > 0.1)
 754                                         amp = ymMaxY[0] ;
 755                                 //printf("Yves   : Amp %f, time %g\n",amp, time);
 756                                 //END YS
 757                                 break;
 758                         }//kStandard Fitter
 759                         //----------------------------
 760                         case kFastFit:
 761                         {
 762                                 //printf("FastFitter \n");
 763                                 Double_t eSignal = 0;
 764                                 Double_t dAmp = amp;
 765                                 Double_t eAmp = 0;
 766                                 Double_t dTime = time;
 767                                 Double_t eTime = 0;
 768                                 Double_t chi2 = 0;
 769
 770                                 AliCaloFastAltroFitv0::FastFit(gSig->GetX(), gSig->GetY(), gSig->GetN(),
 771                                                                                    eSignal, fTau,
 772                                                                                    dAmp, eAmp, dTime, eTime, chi2);
 773                                 amp  = dAmp;
 774                                 time = dTime * GetRawFormatTimeBinWidth();
 775                                 //printf("FastFitter: Amp %f, time %g, eAmp %f, eTimeEstimate %g, chi2 %f\n",amp, time,eAmp,eTime,chi2);
 776                         break;
 777                 } //kFastFit
 778                 //----------------------------
 779         }//switch fitting algorithms
 780   } // ampEstimate > fNoiseThreshold
 781   return;
 782 }
 783 //__________________________________________________________________
 784 Double_t AliEMCALRawUtils::RawResponseFunction(Double_t *x, Double_t *par)
 785 {
 786   // Matches version used in 2007 beam test
 787   //
 788   // Shape of the electronics raw reponse:
 789   // It is a semi-gaussian, 2nd order Gamma function of the general form
 790   //
 791   // xx = (t - t0 + tau) / tau  [xx is just a convenient help variable]
 792   // F = A * (xx**N * exp( N * ( 1 - xx) )   for xx >= 0
 793   // F = 0                                   for xx < 0
 794   //
 795   // parameters:
 796   // A:   par[0]   // Amplitude = peak value
 797   // t0:  par[1]
 798   // tau: par[2]
 799   // N:   par[3]
 800   // ped: par[4]
 801   //
 802   Double_t signal ;
 803   Double_t tau =par[2];
 804   Double_t n =par[3];
 805   Double_t ped = par[4];
 806   Double_t xx = ( x[0] - par[1] + tau ) / tau ;
 807
 808   if (xx <= 0)
 809     signal = ped ;
 810   else {
 811     signal = ped + par[0] * TMath::Power(xx , n) * TMath::Exp(n * (1 - xx )) ;
 812   }
 813   return signal ;
 814 }
 815
 816 //__________________________________________________________________
 817 Bool_t AliEMCALRawUtils::RawSampledResponse(
 818 const Double_t dtime, const Double_t damp, Int_t * adcH, Int_t * adcL) const
 819 {
 820   // for a start time dtime and an amplitude damp given by digit,
 821   // calculates the raw sampled response AliEMCAL::RawResponseFunction
 822
 823   Bool_t lowGain = kFALSE ;
 824
 825   // A:   par[0]   // Amplitude = peak value
 826   // t0:  par[1]
 827   // tau: par[2]
 828   // N:   par[3]
 829   // ped: par[4]
 830
 831   TF1 signalF("signal", RawResponseFunction, 0, GetRawFormatTimeBins(), 5);
 832   signalF.SetParameter(0, damp) ;
 833   signalF.SetParameter(1, (dtime + fgTimeTrigger)/fgTimeBinWidth) ;
 834   signalF.SetParameter(2, fTau) ;
 835   signalF.SetParameter(3, fOrder);
 836   signalF.SetParameter(4, fgPedestalValue);
 837
 838   for (Int_t iTime = 0; iTime < GetRawFormatTimeBins(); iTime++) {
 839     Double_t signal = signalF.Eval(iTime) ;
 840
 841     // Next lines commeted for the moment but in principle it is not necessary to add
 842     // extra noise since noise already added at the digits level.
 843
 844     //According to Terry Awes, 13-Apr-2008
 845     //add gaussian noise in quadrature to each sample
 846     //Double_t noise = gRandom->Gaus(0.,fgFEENoise);
 847     //signal = sqrt(signal*signal + noise*noise);
 848
 849     // March 17,09 for fast fit simulations by Alexei Pavlinov.
 850     // Get from PHOS analysis. In some sense it is open questions.
 851     //Double_t noise = gRandom->Gaus(0.,fgFEENoise);
 852     //signal += noise;
 853
 854     adcH[iTime] =  static_cast<Int_t>(signal + 0.5) ;
 855     if ( adcH[iTime] > fgkRawSignalOverflow ){  // larger than 10 bits
 856       adcH[iTime] = fgkRawSignalOverflow ;
 857       lowGain = kTRUE ;
 858     }
 859
 860     signal /= fHighLowGainFactor;
 861
 862     adcL[iTime] =  static_cast<Int_t>(signal + 0.5) ;
 863     if ( adcL[iTime] > fgkRawSignalOverflow)  // larger than 10 bits
 864       adcL[iTime] = fgkRawSignalOverflow ;
 865   }
 866   return lowGain ;
 867 }