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 #include <stdexcept>
  31
  32 #include "TF1.h"
  33 #include "TGraph.h"
  34 #include <TRandom.h>
  35 class TSystem;
  36
  37 class AliLog;
  38 #include "AliRun.h"
  39 #include "AliRunLoader.h"
  40 class AliCaloAltroMapping;
  41 #include "AliAltroBuffer.h"
  42 #include "AliRawReader.h"
  43 #include "AliCaloRawStreamV3.h"
  44 #include "AliDAQ.h"
  45
  46 #include "AliEMCALRecParam.h"
  47 #include "AliEMCALLoader.h"
  48 #include "AliEMCALGeometry.h"
  49 class AliEMCALDigitizer;
  50 #include "AliEMCALDigit.h"
  51 #include "AliEMCALRawDigit.h"
  52 #include "AliEMCAL.h"
  53 #include "AliCaloCalibPedestal.h"
  54 #include "AliCaloFastAltroFitv0.h"
  55 #include "AliCaloNeuralFit.h"
  56 #include "AliCaloBunchInfo.h"
  57 #include "AliCaloFitResults.h"
  58 #include "AliCaloRawAnalyzerFastFit.h"
  59 #include "AliCaloRawAnalyzerNN.h"
  60 #include "AliCaloRawAnalyzerLMS.h"
  61 #include "AliCaloRawAnalyzerPeakFinder.h"
  62 #include "AliCaloRawAnalyzerCrude.h"
  63
  64 ClassImp(AliEMCALRawUtils)
  65
  66 // Signal shape parameters
  67 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgTimeBins = 256; // number of sampling bins of the raw RO signal (we typically use 15-50; theoretical max is 1k+)
  68 Double_t AliEMCALRawUtils::fgTimeBinWidth  = 100E-9 ; // each sample is 100 ns
  69 Double_t AliEMCALRawUtils::fgTimeTrigger = 1.5E-6 ;   // 15 time bins ~ 1.5 musec
  70
  71 // some digitization constants
  72 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgThreshold = 1;
  73 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgDDLPerSuperModule = 2;  // 2 ddls per SuperModule
  74 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgPedestalValue = 0;     // pedestal value for digits2raw, default generate ZS data
  75 Double_t AliEMCALRawUtils::fgFEENoise = 3.;          // 3 ADC channels of noise (sampled)
  76
  77 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils(fitAlgorithm fitAlgo)
  78   : fHighLowGainFactor(0.), fOrder(0), fTau(0.), fNoiseThreshold(0),
  79     fNPedSamples(0), fGeom(0), fOption(""),
  80     fRemoveBadChannels(kTRUE),fFittingAlgorithm(0),fUseFALTRO(kFALSE),fRawAnalyzer(0)
  81 {
  82
  83   //These are default parameters.
  84   //Can be re-set from without with setter functions
  85   //Already set in the OCDB and passed via setter in the AliEMCALReconstructor
  86   fHighLowGainFactor = 16. ;   // Adjusted for a low gain range of 82 GeV (10 bits)
  87   fOrder             = 2;      // Order of gamma fn
  88   fTau               = 2.35;   // in units of timebin, from CERN 2007 testbeam
  89   fNoiseThreshold    = 3;      // 3 ADC counts is approx. noise level
  90   fNPedSamples       = 4;      // Less than this value => likely pedestal samples
  91   fRemoveBadChannels = kFALSE; // Do not remove bad channels before fitting
  92   fUseFALTRO         = kTRUE;  // Get the trigger FALTRO information and pass it to digits.
  93   SetFittingAlgorithm(fitAlgo);
  94
  95   //Get Mapping RCU files from the AliEMCALRecParam
  96   const TObjArray* maps = AliEMCALRecParam::GetMappings();
  97   if(!maps) AliFatal("Cannot retrieve ALTRO mappings!!");
  98
  99   for(Int_t i = 0; i < 4; i++) {
 100     fMapping[i] = (AliAltroMapping*)maps->At(i);
 101   }
 102
 103   //To make sure we match with the geometry in a simulation file,
 104   //let's try to get it first.  If not, take the default geometry
 105   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
 106   if (rl && rl->GetAliRun() && rl->GetAliRun()->GetDetector("EMCAL")) {
 107     fGeom = dynamic_cast<AliEMCAL*>(rl->GetAliRun()->GetDetector("EMCAL"))->GetGeometry();
 108   } else {
 109     AliInfo(Form("Using default geometry in raw reco"));
 110     fGeom =  AliEMCALGeometry::GetInstance(AliEMCALGeometry::GetDefaultGeometryName());
 111   }
 112
 113   if(!fGeom) AliFatal(Form("Could not get geometry!"));
 114
 115 }
 116
 117 //____________________________________________________________________________
 118 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils(AliEMCALGeometry *pGeometry, fitAlgorithm fitAlgo)
 119   : fHighLowGainFactor(0.), fOrder(0), fTau(0.), fNoiseThreshold(0),
 120     fNPedSamples(0), fGeom(pGeometry), fOption(""),
 121     fRemoveBadChannels(kTRUE),fFittingAlgorithm(0),fUseFALTRO(kFALSE),fRawAnalyzer()
 122 {
 123   //
 124   // Initialize with the given geometry - constructor required by HLT
 125   // HLT does not use/support AliRunLoader(s) instances
 126   // This is a minimum intervention solution
 127   // Comment by MPloskon@lbl.gov
 128   //
 129
 130   //These are default parameters.
 131   //Can be re-set from without with setter functions
 132   //Already set in the OCDB and passed via setter in the AliEMCALReconstructor
 133   fHighLowGainFactor = 16. ;   // adjusted for a low gain range of 82 GeV (10 bits)
 134   fOrder             = 2;      // order of gamma fn
 135   fTau               = 2.35;   // in units of timebin, from CERN 2007 testbeam
 136   fNoiseThreshold    = 3;      // 3 ADC counts is approx. noise level
 137   fNPedSamples       = 4;      // Less than this value => likely pedestal samples
 138   fRemoveBadChannels = kFALSE; // Do not remove bad channels before fitting
 139   fUseFALTRO         = kTRUE;  // Get the trigger FALTRO information and pass it to digits.
 140   SetFittingAlgorithm(fitAlgo);
 141
 142   //Get Mapping RCU files from the AliEMCALRecParam
 143   const TObjArray* maps = AliEMCALRecParam::GetMappings();
 144   if(!maps) AliFatal("Cannot retrieve ALTRO mappings!!");
 145
 146   for(Int_t i = 0; i < 4; i++) {
 147     fMapping[i] = (AliAltroMapping*)maps->At(i);
 148   }
 149
 150   if(!fGeom) AliFatal(Form("Could not get geometry!"));
 151
 152 }
 153
 154 //____________________________________________________________________________
 155 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils(const AliEMCALRawUtils& rawU)
 156   : TObject(),
 157     fHighLowGainFactor(rawU.fHighLowGainFactor),
 158     fOrder(rawU.fOrder),
 159     fTau(rawU.fTau),
 160     fNoiseThreshold(rawU.fNoiseThreshold),
 161     fNPedSamples(rawU.fNPedSamples),
 162     fGeom(rawU.fGeom),
 163     fOption(rawU.fOption),
 164     fRemoveBadChannels(rawU.fRemoveBadChannels),
 165     fFittingAlgorithm(rawU.fFittingAlgorithm),
 166         fUseFALTRO(rawU.fUseFALTRO),
 167     fRawAnalyzer(rawU.fRawAnalyzer)
 168 {
 169   //copy ctor
 170   fMapping[0] = rawU.fMapping[0];
 171   fMapping[1] = rawU.fMapping[1];
 172   fMapping[2] = rawU.fMapping[2];
 173   fMapping[3] = rawU.fMapping[3];
 174 }
 175
 176 //____________________________________________________________________________
 177 AliEMCALRawUtils& AliEMCALRawUtils::operator =(const AliEMCALRawUtils &rawU)
 178 {
 179   //assignment operator
 180
 181   if(this != &rawU) {
 182     fHighLowGainFactor = rawU.fHighLowGainFactor;
 183     fOrder             = rawU.fOrder;
 184     fTau               = rawU.fTau;
 185     fNoiseThreshold    = rawU.fNoiseThreshold;
 186     fNPedSamples       = rawU.fNPedSamples;
 187     fGeom              = rawU.fGeom;
 188     fOption            = rawU.fOption;
 189     fRemoveBadChannels = rawU.fRemoveBadChannels;
 190     fFittingAlgorithm  = rawU.fFittingAlgorithm;
 191     fUseFALTRO         = rawU.fUseFALTRO;
 192     fRawAnalyzer       = rawU.fRawAnalyzer;
 193     fMapping[0]        = rawU.fMapping[0];
 194     fMapping[1]        = rawU.fMapping[1];
 195     fMapping[2]        = rawU.fMapping[2];
 196     fMapping[3]        = rawU.fMapping[3];
 197   }
 198
 199   return *this;
 200
 201 }
 202
 203 //____________________________________________________________________________
 204 AliEMCALRawUtils::~AliEMCALRawUtils() {
 205   //dtor
 206
 207 }
 208
 209 //____________________________________________________________________________
 210 void AliEMCALRawUtils::Digits2Raw()
 211 {
 212   // convert digits of the current event to raw data
 213
 214   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
 215   AliEMCALLoader *loader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
 216
 217   // get the digits
 218   loader->LoadDigits("EMCAL");
 219   loader->GetEvent();
 220   TClonesArray* digits = loader->Digits() ;
 221
 222   if (!digits) {
 223     Warning("Digits2Raw", "no digits found !");
 224     return;
 225   }
 226
 227   static const Int_t nDDL = 12*2; // 12 SM hardcoded for now. Buffers allocated dynamically, when needed, so just need an upper limit here
 228   AliAltroBuffer* buffers[nDDL];
 229   for (Int_t i=0; i < nDDL; i++)
 230     buffers[i] = 0;
 231
 232   TArrayI adcValuesLow(fgTimeBins);
 233   TArrayI adcValuesHigh(fgTimeBins);
 234
 235   // loop over digits (assume ordered digits)
 236   for (Int_t iDigit = 0; iDigit < digits->GetEntries(); iDigit++) {
 237     AliEMCALDigit* digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>(digits->At(iDigit)) ;
 238     if (digit->GetAmp() < fgThreshold)
 239       continue;
 240
 241     //get cell indices
 242     Int_t nSM = 0;
 243     Int_t nIphi = 0;
 244     Int_t nIeta = 0;
 245     Int_t iphi = 0;
 246     Int_t ieta = 0;
 247     Int_t nModule = 0;
 248     fGeom->GetCellIndex(digit->GetId(), nSM, nModule, nIphi, nIeta);
 249     fGeom->GetCellPhiEtaIndexInSModule(nSM, nModule, nIphi, nIeta,iphi, ieta) ;
 250
 251     //Check which is the RCU, 0 or 1, of the cell.
 252     Int_t iRCU = -111;
 253     //RCU0
 254     if (0<=iphi&&iphi<8) iRCU=0; // first cable row
 255     else if (8<=iphi&&iphi<16 && 0<=ieta&&ieta<24) iRCU=0; // first half;
 256     //second cable row
 257     //RCU1
 258     else if(8<=iphi&&iphi<16 && 24<=ieta&&ieta<48) iRCU=1; // second half;
 259     //second cable row
 260     else if(16<=iphi&&iphi<24) iRCU=1; // third cable row
 261
 262     if (nSM%2==1) iRCU = 1 - iRCU; // swap for odd=C side, to allow us to cable both sides the same
 263
 264     if (iRCU<0)
 265       Fatal("Digits2Raw()","Non-existent RCU number: %d", iRCU);
 266
 267     //Which DDL?
 268     Int_t iDDL = fgDDLPerSuperModule* nSM + iRCU;
 269     if (iDDL >= nDDL)
 270       Fatal("Digits2Raw()","Non-existent DDL board number: %d", iDDL);
 271
 272     if (buffers[iDDL] == 0) {
 273       // open new file and write dummy header
 274       TString fileName = AliDAQ::DdlFileName("EMCAL",iDDL);
 275       //Select mapping file RCU0A, RCU0C, RCU1A, RCU1C
 276       Int_t iRCUside=iRCU+(nSM%2)*2;
 277       //iRCU=0 and even (0) SM -> RCU0A.data   0
 278       //iRCU=1 and even (0) SM -> RCU1A.data   1
 279       //iRCU=0 and odd  (1) SM -> RCU0C.data   2
 280       //iRCU=1 and odd  (1) SM -> RCU1C.data   3
 281       //cout<<" nSM "<<nSM<<"; iRCU "<<iRCU<<"; iRCUside "<<iRCUside<<endl;
 282       buffers[iDDL] = new AliAltroBuffer(fileName.Data(),fMapping[iRCUside]);
 283       buffers[iDDL]->WriteDataHeader(kTRUE, kFALSE);  //Dummy;
 284     }
 285
 286     // out of time range signal (?)
 287     if (digit->GetTimeR() > GetRawFormatTimeMax() ) {
 288       AliInfo("Signal is out of time range.\n");
 289       buffers[iDDL]->FillBuffer((Int_t)digit->GetAmp());
 290       buffers[iDDL]->FillBuffer(GetRawFormatTimeBins() );  // time bin
 291       buffers[iDDL]->FillBuffer(3);          // bunch length
 292       buffers[iDDL]->WriteTrailer(3, ieta, iphi, nSM);  // trailer
 293       // calculate the time response function
 294     } else {
 295       Bool_t lowgain = RawSampledResponse(digit->GetTimeR(), digit->GetAmp(), adcValuesHigh.GetArray(), adcValuesLow.GetArray()) ;
 296       if (lowgain)
 297         buffers[iDDL]->WriteChannel(ieta, iphi, 0, GetRawFormatTimeBins(), adcValuesLow.GetArray(), fgThreshold);
 298       else
 299         buffers[iDDL]->WriteChannel(ieta,iphi, 1, GetRawFormatTimeBins(), adcValuesHigh.GetArray(), fgThreshold);
 300     }
 301   }
 302
 303   // write headers and close files
 304   for (Int_t i=0; i < nDDL; i++) {
 305     if (buffers[i]) {
 306       buffers[i]->Flush();
 307       buffers[i]->WriteDataHeader(kFALSE, kFALSE);
 308       delete buffers[i];
 309     }
 310   }
 311
 312   loader->UnloadDigits();
 313 }
 314
 315 //____________________________________________________________________________
 316 void AliEMCALRawUtils::Raw2Digits(AliRawReader* reader,TClonesArray *digitsArr, const AliCaloCalibPedestal* pedbadmap, TClonesArray *digitsTRG)
 317 {
 318   // convert raw data of the current event to digits
 319
 320   digitsArr->Clear();
 321
 322   if (!digitsArr) {
 323     Error("Raw2Digits", "no digits found !");
 324     return;
 325   }
 326   if (!reader) {
 327     Error("Raw2Digits", "no raw reader found !");
 328     return;
 329   }
 330
 331   AliCaloRawStreamV3 in(reader,"EMCAL",fMapping);
 332   // Select EMCAL DDL's;
 333   reader->Select("EMCAL",0,43); // 43 = AliEMCALGeoParams::fgkLastAltroDDL
 334
 335   // fRawAnalyzer setup
 336   fRawAnalyzer->SetNsampleCut(5); // requirement for fits to be done
 337   fRawAnalyzer->SetAmpCut(fNoiseThreshold);
 338   fRawAnalyzer->SetFitArrayCut(fNoiseThreshold);
 339   fRawAnalyzer->SetIsZeroSuppressed(true); // TMP - should use stream->IsZeroSuppressed(), or altro cfg registers later
 340
 341   // channel info parameters
 342   Int_t lowGain = 0;
 343   Int_t caloFlag = 0; // low, high gain, or TRU, or LED ref.
 344
 345   // start loop over input stream
 346   while (in.NextDDL()) {
 347
 348 //    if ( in.GetDDLNumber() != 0 && in.GetDDLNumber() != 2 ) continue;
 349
 350     while (in.NextChannel()) {
 351
 352 /*
 353           Int_t    hhwAdd    = in.GetHWAddress();
 354           UShort_t iiBranch  = ( hhwAdd >> 11 ) & 0x1; // 0/1
 355           UShort_t iiFEC     = ( hhwAdd >>  7 ) & 0xF;
 356           UShort_t iiChip    = ( hhwAdd >>  4 ) & 0x7;
 357           UShort_t iiChannel =   hhwAdd         & 0xF;
 358
 359           if ( !( iiBranch == 0 && iiFEC == 1 && iiChip == 3 && ( iiChannel >= 8 && iiChannel <= 15 ) ) && !( iiBranch == 1 && iiFEC == 0 && in.GetColumn() == 0 ) ) continue;
 360 */
 361
 362       //Check if the signal  is high or low gain and then do the fit,
 363       //if it  is from TRU or LEDMon do not fit
 364       caloFlag = in.GetCaloFlag();
 365 //              if (caloFlag != 0 && caloFlag != 1) continue;
 366           if (caloFlag > 2) continue; // Work with ALTRO and FALTRO
 367
 368       //Do not fit bad channels of ALTRO
 369       if(caloFlag < 2 && fRemoveBadChannels && pedbadmap->IsBadChannel(in.GetModule(),in.GetColumn(),in.GetRow())) {
 370         //printf("Tower from SM %d, column %d, row %d is BAD!!! Skip \n", in.GetModule(),in.GetColumn(),in.GetRow());
 371         continue;
 372       }
 373
 374       vector<AliCaloBunchInfo> bunchlist;
 375       while (in.NextBunch()) {
 376         bunchlist.push_back( AliCaloBunchInfo(in.GetStartTimeBin(), in.GetBunchLength(), in.GetSignals() ) );
 377       } // loop over bunches
 378
 379
 380       if ( caloFlag < 2 ){ // ALTRO
 381
 382         Float_t time = 0;
 383         Float_t amp = 0;
 384         short timeEstimate = 0;
 385         Float_t ampEstimate = 0;
 386         Bool_t fitDone = kFALSE;
 387
 388       if ( fFittingAlgorithm == kFastFit || fFittingAlgorithm == kNeuralNet || fFittingAlgorithm == kLMS || fFittingAlgorithm == kPeakFinder || fFittingAlgorithm == kCrude) {
 389         // all functionality to determine amp and time etc is encapsulated inside the Evaluate call for these methods
 390         AliCaloFitResults fitResults = fRawAnalyzer->Evaluate( bunchlist, in.GetAltroCFG1(), in.GetAltroCFG2());
 391
 392         amp = fitResults.GetAmp();
 393         time = fitResults.GetTime();
 394         timeEstimate = fitResults.GetMaxTimebin();
 395         ampEstimate = fitResults.GetMaxSig();
 396         if (fitResults.GetStatus() == AliCaloFitResults::kFitPar) {
 397           fitDone = kTRUE;
 398         }
 399       }
 400       else { // for the other methods we for now use the functionality of
 401         // AliCaloRawAnalyzer as well, to select samples and prepare for fits,
 402         // if it looks like there is something to fit
 403
 404         // parameters init.
 405         Float_t pedEstimate  = 0;
 406         short maxADC = 0;
 407         Int_t first = 0;
 408         Int_t last = 0;
 409         Int_t bunchIndex = 0;
 410         //
 411         // The PreFitEvaluateSamples + later call to FitRaw will hopefully
 412         // be replaced by a single Evaluate call or so soon, like for the other
 413         // methods, but this should be good enough for evaluation of
 414         // the methods for now (Jan. 2010)
 415         //
 416         int nsamples = fRawAnalyzer->PreFitEvaluateSamples( bunchlist, in.GetAltroCFG1(), in.GetAltroCFG2(), bunchIndex, ampEstimate, maxADC, timeEstimate, pedEstimate, first, last);
 417
 418         if (ampEstimate > fNoiseThreshold) { // something worth looking at
 419
 420           time = timeEstimate; // maxrev in AliCaloRawAnalyzer speak; comes with an offset w.r.t. real timebin
 421           Int_t timebinOffset = bunchlist.at(bunchIndex).GetStartBin() - (bunchlist.at(bunchIndex).GetLength()-1);
 422           amp = ampEstimate;
 423
 424           if ( nsamples > 1 ) { // possibly something to fit
 425             FitRaw(first, last, amp, time, fitDone);
 426             time += timebinOffset;
 427             timeEstimate += timebinOffset;
 428           }
 429
 430         } // ampEstimate check
 431       } // method selection
 432
 433       if ( fitDone ) { // brief sanity check of fit results
 434         Float_t ampAsymm = (amp - ampEstimate)/(amp + ampEstimate);
 435         Float_t timeDiff = time - timeEstimate;
 436         if ( (TMath::Abs(ampAsymm) > 0.1) || (TMath::Abs(timeDiff) > 2) ) {
 437           // AliDebug(2,Form("Fit results amp %f time %f not consistent with expectations amp %f time %d", amp, time, ampEstimate, timeEstimate));
 438
 439           // for now just overwrite the fit results with the simple/initial estimate
 440           amp = ampEstimate;
 441           time = timeEstimate;
 442           fitDone = kFALSE;
 443         }
 444       } // fitDone
 445
 446       if (amp > fNoiseThreshold  && amp<fgkRawSignalOverflow) { // something to be stored
 447         if ( ! fitDone) { // smear ADC with +- 0.5 uniform (avoid discrete effects)
 448           amp += (0.5 - gRandom->Rndm()); // Rndm generates a number in ]0,1]
 449         }
 450
 451         Int_t id =  fGeom->GetAbsCellIdFromCellIndexes(in.GetModule(), in.GetRow(), in.GetColumn()) ;
 452         lowGain = in.IsLowGain();
 453
 454         // go from time-bin units to physical time fgtimetrigger
 455         time = time * GetRawFormatTimeBinWidth(); // skip subtraction of fgTimeTrigger?
 456         // subtract RCU L1 phase (L1Phase is in seconds) w.r.t. L0:
 457         time -= in.GetL1Phase();
 458
 459         AliDebug(2,Form("id %d lowGain %d amp %g", id, lowGain, amp));
 460         // printf("Added tower: SM %d, row %d, column %d, amp %3.2f\n",in.GetModule(), in.GetRow(), in.GetColumn(),amp);
 461         // round off amplitude value to nearest integer
 462         AddDigit(digitsArr, id, lowGain, TMath::Nint(amp), time);
 463       }
 464
 465         }//ALTRO
 466         else if(fUseFALTRO)
 467         {// Fake ALTRO
 468                 //              if (maxTimeBin && gSig->GetN() > maxTimeBin + 10) gSig->Set(maxTimeBin + 10); // set actual max size of TGraph
 469                 Int_t    hwAdd    = in.GetHWAddress();
 470                 UShort_t iRCU     = in.GetDDLNumber() % 2; // 0/1
 471                 UShort_t iBranch  = ( hwAdd >> 11 ) & 0x1; // 0/1
 472
 473                 // Now find TRU number
 474                 Int_t itru = 3 * in.GetModule() + ( (iRCU << 1) | iBranch ) - 1;
 475
 476                 AliDebug(1,Form("Found TRG digit in TRU: %2d ADC: %2d",itru,in.GetColumn()));
 477
 478                 Int_t idtrg;
 479
 480                 Bool_t isOK = fGeom->GetAbsFastORIndexFromTRU(itru, in.GetColumn(), idtrg);
 481
 482                 Int_t timeSamples[256]; for (Int_t j=0;j<256;j++) timeSamples[j] = 0;
 483                 Int_t nSamples = 0;
 484
 485                 for (std::vector<AliCaloBunchInfo>::iterator itVectorData = bunchlist.begin(); itVectorData != bunchlist.end(); itVectorData++)
 486                 {
 487                         AliCaloBunchInfo bunch = *(itVectorData);
 488
 489                         const UShort_t* sig = bunch.GetData();
 490                         Int_t startBin = bunch.GetStartBin();
 491
 492                         for (Int_t iS = 0; iS < bunch.GetLength(); iS++)
 493                         {
 494                                 Int_t time = startBin--;
 495                                 Int_t amp  = sig[iS];
 496
 497                                 if ( amp ) timeSamples[nSamples++] = ( ( time << 12 ) & 0xFF000 ) | ( amp & 0xFFF );
 498                         }
 499                 }
 500
 501                 if (nSamples && isOK) AddDigit(digitsTRG, idtrg, timeSamples, nSamples);
 502         }//Fake ALTRO
 503    } // end while over channel
 504   } //end while over DDL's, of input stream
 505
 506   return ;
 507 }
 508
 509 //____________________________________________________________________________
 510 void AliEMCALRawUtils::AddDigit(TClonesArray *digitsArr, Int_t id, Int_t timeSamples[], Int_t nSamples)
 511 {
 512         new((*digitsArr)[digitsArr->GetEntriesFast()]) AliEMCALRawDigit(id, timeSamples, nSamples);
 513
 514         //      Int_t idx = digitsArr->GetEntriesFast()-1;
 515         //      AliEMCALRawDigit* d = (AliEMCALRawDigit*)digitsArr->At(idx);
 516 }
 517
 518 //____________________________________________________________________________
 519 void AliEMCALRawUtils::AddDigit(TClonesArray *digitsArr, Int_t id, Int_t lowGain, Int_t amp, Float_t time) {
 520   //
 521   // Add a new digit.
 522   // This routine checks whether a digit exists already for this tower
 523   // and then decides whether to use the high or low gain info
 524   //
 525   // Called by Raw2Digits
 526
 527   AliEMCALDigit *digit = 0, *tmpdigit = 0;
 528   TIter nextdigit(digitsArr);
 529   while (digit == 0 && (tmpdigit = (AliEMCALDigit*) nextdigit())) {
 530     if (tmpdigit->GetId() == id)
 531       digit = tmpdigit;
 532   }
 533
 534   if (!digit) { // no digit existed for this tower; create one
 535     if (lowGain && amp > fgkOverflowCut)
 536       amp = Int_t(fHighLowGainFactor * amp);
 537     Int_t idigit = digitsArr->GetEntries();
 538     new((*digitsArr)[idigit]) AliEMCALDigit( -1, -1, id, amp, time, idigit) ;
 539   }
 540   else { // a digit already exists, check range
 541          // (use high gain if signal < cut value, otherwise low gain)
 542     if (lowGain) { // new digit is low gain
 543       if (digit->GetAmp() > fgkOverflowCut) {  // use if stored digit is out of range
 544         digit->SetAmp(Int_t(fHighLowGainFactor * amp));
 545         digit->SetTime(time);
 546       }
 547     }
 548     else if (amp < fgkOverflowCut) { // new digit is high gain; use if not out of range
 549       digit->SetAmp(amp);
 550       digit->SetTime(time);
 551     }
 552   }
 553 }
 554
 555 //____________________________________________________________________________
 556 void AliEMCALRawUtils::FitRaw(const Int_t firstTimeBin, const Int_t lastTimeBin, Float_t & amp, Float_t & time, Bool_t & fitDone) const
 557 { // Fits the raw signal time distribution
 558
 559   //--------------------------------------------------
 560   //Do the fit, different fitting algorithms available
 561   //--------------------------------------------------
 562   int nsamples = lastTimeBin - firstTimeBin + 1;
 563   fitDone = kFALSE;
 564
 565   switch(fFittingAlgorithm) {
 566   case kStandard:
 567     {
 568       if (nsamples < 3) { return; } // nothing much to fit
 569       //printf("Standard fitter \n");
 570
 571       // Create Graph to hold data we will fit
 572       TGraph *gSig =  new TGraph( nsamples);
 573       for (int i=0; i<nsamples; i++) {
 574         Int_t timebin = firstTimeBin + i;
 575         gSig->SetPoint(i, timebin, fRawAnalyzer->GetReversed(timebin));
 576       }
 577
 578       TF1 * signalF = new TF1("signal", RawResponseFunction, 0, GetRawFormatTimeBins(), 5);
 579       signalF->SetParameters(10.,5.,fTau,fOrder,0.); //set all defaults once, just to be safe
 580       signalF->SetParNames("amp","t0","tau","N","ped");
 581       signalF->FixParameter(2,fTau); // tau in units of time bin
 582       signalF->FixParameter(3,fOrder); // order
 583       signalF->FixParameter(4, 0); // pedestal should be subtracted when we get here
 584       signalF->SetParameter(1, time);
 585       signalF->SetParameter(0, amp);
 586       // set rather loose parameter limits
 587       signalF->SetParLimits(0, 0.5*amp, 2*amp );
 588       signalF->SetParLimits(1, time - 4, time + 4);
 589
 590       try {
 591         gSig->Fit(signalF, "QROW"); // Note option 'W': equal errors on all points
 592         // assign fit results
 593         amp = signalF->GetParameter(0);
 594         time = signalF->GetParameter(1);
 595
 596         // cross-check with ParabolaFit to see if the results make sense
 597         FitParabola(gSig, amp); // amp is possibly updated
 598         fitDone = kTRUE;
 599       }
 600       catch (const std::exception & e) {
 601         AliError( Form("TGraph Fit exception %s", e.what()) );
 602         // stay with default amp and time in case of exception, i.e. no special action required
 603         fitDone = kFALSE;
 604       }
 605       delete signalF;
 606
 607       //printf("Std   : Amp %f, time %g\n",amp, time);
 608       delete gSig; // delete TGraph
 609
 610       break;
 611     }//kStandard Fitter
 612     //----------------------------
 613   case kLogFit:
 614     {
 615       if (nsamples < 3) { return; } // nothing much to fit
 616       //printf("LogFit \n");
 617
 618       // Create Graph to hold data we will fit
 619       TGraph *gSigLog =  new TGraph( nsamples);
 620       for (int i=0; i<nsamples; i++) {
 621         Int_t timebin = firstTimeBin + i;
 622         gSigLog->SetPoint(timebin, timebin, TMath::Log(fRawAnalyzer->GetReversed(timebin) ) );
 623       }
 624
 625       TF1 * signalFLog = new TF1("signalLog", RawResponseFunctionLog, 0, GetRawFormatTimeBins(), 5);
 626       signalFLog->SetParameters(2.3, 5.,fTau,fOrder,0.); //set all defaults once, just to be safe
 627       signalFLog->SetParNames("amplog","t0","tau","N","ped");
 628       signalFLog->FixParameter(2,fTau); // tau in units of time bin
 629       signalFLog->FixParameter(3,fOrder); // order
 630       signalFLog->FixParameter(4, 0); // pedestal should be subtracted when we get here
 631       signalFLog->SetParameter(1, time);
 632       if (amp>=1) {
 633         signalFLog->SetParameter(0, TMath::Log(amp));
 634       }
 635
 636       gSigLog->Fit(signalFLog, "QROW"); // Note option 'W': equal errors on all points
 637
 638       // assign fit results
 639       Double_t amplog = signalFLog->GetParameter(0); //Not Amp, but Log of Amp
 640       amp = TMath::Exp(amplog);
 641       time = signalFLog->GetParameter(1);
 642       fitDone = kTRUE;
 643
 644       delete signalFLog;
 645       //printf("LogFit: Amp %f, time %g\n",amp, time);
 646       delete gSigLog;
 647       break;
 648     } //kLogFit
 649     //----------------------------
 650
 651     //----------------------------
 652   }//switch fitting algorithms
 653
 654   return;
 655 }
 656
 657 //__________________________________________________________________
 658 void AliEMCALRawUtils::FitParabola(const TGraph *gSig, Float_t & amp) const
 659 {
 660   //BEG YS alternative methods to calculate the amplitude
 661   Double_t * ymx = gSig->GetX() ;
 662   Double_t * ymy = gSig->GetY() ;
 663   const Int_t kN = 3 ;
 664   Double_t ymMaxX[kN] = {0., 0., 0.} ;
 665   Double_t ymMaxY[kN] = {0., 0., 0.} ;
 666   Double_t ymax = 0. ;
 667   // find the maximum amplitude
 668   Int_t ymiMax = 0 ;
 669   for (Int_t ymi = 0; ymi < gSig->GetN(); ymi++) {
 670     if (ymy[ymi] > ymMaxY[0] ) {
 671       ymMaxY[0] = ymy[ymi] ; //<========== This is the maximum amplitude
 672       ymMaxX[0] = ymx[ymi] ;
 673       ymiMax = ymi ;
 674     }
 675   }
 676   // find the maximum by fitting a parabola through the max and the two adjacent samples
 677   if ( ymiMax < gSig->GetN()-1 && ymiMax > 0) {
 678     ymMaxY[1] = ymy[ymiMax+1] ;
 679     ymMaxY[2] = ymy[ymiMax-1] ;
 680     ymMaxX[1] = ymx[ymiMax+1] ;
 681     ymMaxX[2] = ymx[ymiMax-1] ;
 682     if (ymMaxY[0]*ymMaxY[1]*ymMaxY[2] > 0) {
 683       //fit a parabola through the 3 points y= a+bx+x*x*x
 684       Double_t sy = 0 ;
 685       Double_t sx = 0 ;
 686       Double_t sx2 = 0 ;
 687       Double_t sx3 = 0 ;
 688       Double_t sx4 = 0 ;
 689       Double_t sxy = 0 ;
 690       Double_t sx2y = 0 ;
 691       for (Int_t i = 0; i < kN ; i++) {
 692         sy += ymMaxY[i] ;
 693         sx += ymMaxX[i] ;
 694         sx2 += ymMaxX[i]*ymMaxX[i] ;
 695         sx3 += ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxX[i] ;
 696         sx4 += ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxX[i] ;
 697         sxy += ymMaxX[i]*ymMaxY[i] ;
 698         sx2y += ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxY[i] ;
 699       }
 700       Double_t cN = (sx2y*kN-sy*sx2)*(sx3*sx-sx2*sx2)-(sx2y*sx-sxy*sx2)*(sx3*kN-sx*sx2);
 701       Double_t cD = (sx4*kN-sx2*sx2)*(sx3*sx-sx2*sx2)-(sx4*sx-sx3*sx2)*(sx3*kN-sx*sx2) ;
 702       Double_t c  = cN / cD ;
 703       Double_t b  = ((sx2y*kN-sy*sx2)-c*(sx4*kN-sx2*sx2))/(sx3*kN-sx*sx2) ;
 704       Double_t a  = (sy-b*sx-c*sx2)/kN  ;
 705       Double_t xmax = -b/(2*c) ;
 706       ymax = a + b*xmax + c*xmax*xmax ;//<========== This is the maximum amplitude
 707       amp = ymax;
 708     }
 709   }
 710
 711   Double_t diff = TMath::Abs(1-ymMaxY[0]/amp) ;
 712   if (diff > 0.1)
 713     amp = ymMaxY[0] ;
 714   //printf("Yves   : Amp %f, time %g\n",amp, time);
 715   //END YS
 716   return;
 717 }
 718
 719 //__________________________________________________________________
 720 Double_t AliEMCALRawUtils::RawResponseFunction(Double_t *x, Double_t *par)
 721 {
 722   // Matches version used in 2007 beam test
 723   //
 724   // Shape of the electronics raw reponse:
 725   // It is a semi-gaussian, 2nd order Gamma function of the general form
 726   //
 727   // xx = (t - t0 + tau) / tau  [xx is just a convenient help variable]
 728   // F = A * (xx**N * exp( N * ( 1 - xx) )   for xx >= 0
 729   // F = 0                                   for xx < 0
 730   //
 731   // parameters:
 732   // A:   par[0]   // Amplitude = peak value
 733   // t0:  par[1]
 734   // tau: par[2]
 735   // N:   par[3]
 736   // ped: par[4]
 737   //
 738   Double_t signal ;
 739   Double_t tau =par[2];
 740   Double_t n =par[3];
 741   Double_t ped = par[4];
 742   Double_t xx = ( x[0] - par[1] + tau ) / tau ;
 743
 744   if (xx <= 0)
 745     signal = ped ;
 746   else {
 747     signal = ped + par[0] * TMath::Power(xx , n) * TMath::Exp(n * (1 - xx )) ;
 748   }
 749   return signal ;
 750 }
 751
 752 //__________________________________________________________________
 753 Double_t AliEMCALRawUtils::RawResponseFunctionLog(Double_t *x, Double_t *par)
 754 {
 755   // Matches version used in 2007 beam test
 756   //
 757   // Shape of the electronics raw reponse:
 758   // It is a semi-gaussian, 2nd order Gamma function of the general form
 759   //
 760   // xx = (t - t0 + tau) / tau  [xx is just a convenient help variable]
 761   // F = A * (xx**N * exp( N * ( 1 - xx) )   for xx >= 0
 762   // F = 0                                   for xx < 0
 763   //
 764   // parameters:
 765   // Log[A]:   par[0]   // Amplitude = peak value
 766   // t0:  par[1]
 767   // tau: par[2]
 768   // N:   par[3]
 769   // ped: par[4]
 770   //
 771   Double_t signal ;
 772   Double_t tau =par[2];
 773   Double_t n =par[3];
 774   //Double_t ped = par[4]; // not used
 775   Double_t xx = ( x[0] - par[1] + tau ) / tau ;
 776
 777   if (xx < 0)
 778     signal = par[0] - n*TMath::Log(TMath::Abs(xx)) + n * (1 - xx ) ;
 779   else {
 780     signal = par[0] + n*TMath::Log(xx) + n * (1 - xx ) ;
 781   }
 782   return signal ;
 783 }
 784
 785 //__________________________________________________________________
 786 Bool_t AliEMCALRawUtils::RawSampledResponse(const Double_t dtime, const Double_t damp, Int_t * adcH, Int_t * adcL, const Int_t keyErr) const
 787 {
 788   // for a start time dtime and an amplitude damp given by digit,
 789   // calculates the raw sampled response AliEMCAL::RawResponseFunction
 790
 791   Bool_t lowGain = kFALSE ;
 792
 793   // A:   par[0]   // Amplitude = peak value
 794   // t0:  par[1]
 795   // tau: par[2]
 796   // N:   par[3]
 797   // ped: par[4]
 798
 799   TF1 signalF("signal", RawResponseFunction, 0, GetRawFormatTimeBins(), 5);
 800   signalF.SetParameter(0, damp) ;
 801   signalF.SetParameter(1, (dtime + fgTimeTrigger)/fgTimeBinWidth) ;
 802   signalF.SetParameter(2, fTau) ;
 803   signalF.SetParameter(3, fOrder);
 804   signalF.SetParameter(4, fgPedestalValue);
 805
 806   Double_t signal=0.0, noise=0.0;
 807   for (Int_t iTime = 0; iTime < GetRawFormatTimeBins(); iTime++) {
 808     signal = signalF.Eval(iTime) ;
 809
 810     // Next lines commeted for the moment but in principle it is not necessary to add
 811     // extra noise since noise already added at the digits level.
 812
 813     //According to Terry Awes, 13-Apr-2008
 814     //add gaussian noise in quadrature to each sample
 815     //Double_t noise = gRandom->Gaus(0.,fgFEENoise);
 816     //signal = sqrt(signal*signal + noise*noise);
 817
 818     // March 17,09 for fast fit simulations by Alexei Pavlinov.
 819     // Get from PHOS analysis. In some sense it is open questions.
 820         if(keyErr>0) {
 821                 noise = gRandom->Gaus(0.,fgFEENoise);
 822                 signal += noise;
 823         }
 824
 825     adcH[iTime] =  static_cast<Int_t>(signal + 0.5) ;
 826     if ( adcH[iTime] > fgkRawSignalOverflow ){  // larger than 10 bits
 827       adcH[iTime] = fgkRawSignalOverflow ;
 828       lowGain = kTRUE ;
 829     }
 830
 831     signal /= fHighLowGainFactor;
 832
 833     adcL[iTime] =  static_cast<Int_t>(signal + 0.5) ;
 834     if ( adcL[iTime] > fgkRawSignalOverflow)  // larger than 10 bits
 835       adcL[iTime] = fgkRawSignalOverflow ;
 836   }
 837   return lowGain ;
 838 }
 839
 840 //__________________________________________________________________
 841 void AliEMCALRawUtils::SetFittingAlgorithm(Int_t fitAlgo)
 842 {
 843         //Set fitting algorithm and initialize it if this same algorithm was not set before.
 844         //printf("**** Set Algorithm , number %d ****\n",fitAlgo);
 845
 846         if(fitAlgo == fFittingAlgorithm && fRawAnalyzer) {
 847                 //Do nothing, this same algorithm already set before.
 848                 //printf("**** Algorithm already set before, number %d, %s ****\n",fitAlgo, fRawAnalyzer->GetName());
 849                 return;
 850         }
 851         //Initialize the requested algorithm
 852         if(fitAlgo != fFittingAlgorithm || !fRawAnalyzer) {
 853                 //printf("**** Init Algorithm , number %d ****\n",fitAlgo);
 854
 855                 fFittingAlgorithm = fitAlgo;
 856                 if (fRawAnalyzer) delete fRawAnalyzer;  // delete prev. analyzer if existed.
 857
 858                 if (fitAlgo == kFastFit) {
 859                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerFastFit();
 860                 }
 861                 else if (fitAlgo == kNeuralNet) {
 862                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerNN();
 863                 }
 864                 else if (fitAlgo == kLMS) {
 865                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerLMS();
 866                 }
 867                 else if (fitAlgo == kPeakFinder) {
 868                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerPeakFinder();
 869                 }
 870                 else if (fitAlgo == kCrude) {
 871                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerCrude();
 872                 }
 873                 else {
 874                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzer();
 875                 }
 876         }
 877
 878 }
 879
 880