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