TRD/AliTRDdigitizer.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 //                                                                        //
  20 //  Creates and handles digits from TRD hits                              //
  21 //                                                                        //
  22 //  Authors: C. Blume (blume@ikf.uni-frankfurt.de)                        //
  23 //           C. Lippmann                                                  //
  24 //           B. Vulpescu                                                  //
  25 //                                                                        //
  26 //  The following effects are included:                                   //
  27 //      - Diffusion                                                       //
  28 //      - ExB effects                                                     //
  29 //      - Gas gain including fluctuations                                 //
  30 //      - Pad-response (simple Gaussian approximation)                    //
  31 //      - Time-response                                                   //
  32 //      - Electronics noise                                               //
  33 //      - Electronics gain                                                //
  34 //      - Digitization                                                    //
  35 //      - Zero suppression                                                //
  36 //                                                                        //
  37 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  38
  39 #include <TGeoManager.h>
  40 #include <TList.h>
  41 #include <TMath.h>
  42 #include <TRandom.h>
  43 #include <TTree.h>
  44
  45 #include "AliRun.h"
  46 #include "AliMC.h"
  47 #include "AliRunLoader.h"
  48 #include "AliLoader.h"
  49 #include "AliConfig.h"
  50 #include "AliRunDigitizer.h"
  51 #include "AliRunLoader.h"
  52 #include "AliLoader.h"
  53 #include "AliLog.h"
  54
  55 #include "AliTRD.h"
  56 #include "AliTRDhit.h"
  57 #include "AliTRDdigitizer.h"
  58 #include "AliTRDarrayDictionary.h"
  59 #include "AliTRDarrayADC.h"
  60 #include "AliTRDarraySignal.h"
  61 #include "AliTRDdigitsManager.h"
  62 #include "AliTRDgeometry.h"
  63 #include "AliTRDpadPlane.h"
  64 #include "AliTRDcalibDB.h"
  65 #include "AliTRDSimParam.h"
  66 #include "AliTRDCommonParam.h"
  67 #include "AliTRDfeeParam.h"
  68 #include "AliTRDmcmSim.h"
  69 #include "AliTRDdigitsParam.h"
  70
  71 #include "Cal/AliTRDCalROC.h"
  72 #include "Cal/AliTRDCalDet.h"
  73
  74 ClassImp(AliTRDdigitizer)
  75
  76 //_____________________________________________________________________________
  77 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer()
  78   :AliDigitizer()
  79   ,fRunLoader(0)
  80   ,fDigitsManager(0)
  81   ,fSDigitsManager(0)
  82   ,fSDigitsManagerList(0)
  83   ,fTRD(0)
  84   ,fGeo(0)
  85   ,fMcmSim(new AliTRDmcmSim)
  86   ,fEvent(0)
  87   ,fMasks(0)
  88   ,fCompress(kTRUE)
  89   ,fSDigits(kFALSE)
  90   ,fMergeSignalOnly(kFALSE)
  91 {
  92   //
  93   // AliTRDdigitizer default constructor
  94   //
  95
  96 }
  97
  98 //_____________________________________________________________________________
  99 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(const Text_t *name, const Text_t *title)
 100   :AliDigitizer(name,title)
 101   ,fRunLoader(0)
 102   ,fDigitsManager(0)
 103   ,fSDigitsManager(0)
 104   ,fSDigitsManagerList(0)
 105   ,fTRD(0)
 106   ,fGeo(0)
 107   ,fMcmSim(new AliTRDmcmSim)
 108   ,fEvent(0)
 109   ,fMasks(0)
 110   ,fCompress(kTRUE)
 111   ,fSDigits(kFALSE)
 112   ,fMergeSignalOnly(kFALSE)
 113 {
 114   //
 115   // AliTRDdigitizer constructor
 116   //
 117
 118 }
 119
 120 //_____________________________________________________________________________
 121 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(AliRunDigitizer *manager
 122                                , const Text_t *name, const Text_t *title)
 123   :AliDigitizer(manager,name,title)
 124   ,fRunLoader(0)
 125   ,fDigitsManager(0)
 126   ,fSDigitsManager(0)
 127   ,fSDigitsManagerList(0)
 128   ,fTRD(0)
 129   ,fGeo(0)
 130   ,fMcmSim(new AliTRDmcmSim)
 131   ,fEvent(0)
 132   ,fMasks(0)
 133   ,fCompress(kTRUE)
 134   ,fSDigits(kFALSE)
 135   ,fMergeSignalOnly(kFALSE)
 136 {
 137   //
 138   // AliTRDdigitizer constructor
 139   //
 140
 141 }
 142
 143 //_____________________________________________________________________________
 144 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(AliRunDigitizer *manager)
 145   :AliDigitizer(manager,"AliTRDdigitizer","TRD digitizer")
 146   ,fRunLoader(0)
 147   ,fDigitsManager(0)
 148   ,fSDigitsManager(0)
 149   ,fSDigitsManagerList(0)
 150   ,fTRD(0)
 151   ,fGeo(0)
 152   ,fMcmSim(new AliTRDmcmSim)
 153   ,fEvent(0)
 154   ,fMasks(0)
 155   ,fCompress(kTRUE)
 156   ,fSDigits(kFALSE)
 157   ,fMergeSignalOnly(kFALSE)
 158 {
 159   //
 160   // AliTRDdigitizer constructor
 161   //
 162
 163 }
 164
 165 //_____________________________________________________________________________
 166 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(const AliTRDdigitizer &d)
 167   :AliDigitizer(d)
 168   ,fRunLoader(0)
 169   ,fDigitsManager(0)
 170   ,fSDigitsManager(0)
 171   ,fSDigitsManagerList(0)
 172   ,fTRD(0)
 173   ,fGeo(0)
 174   ,fMcmSim(new AliTRDmcmSim)
 175   ,fEvent(0)
 176   ,fMasks(0)
 177   ,fCompress(d.fCompress)
 178   ,fSDigits(d.fSDigits)
 179   ,fMergeSignalOnly(d.fMergeSignalOnly)
 180 {
 181   //
 182   // AliTRDdigitizer copy constructor
 183   //
 184
 185 }
 186
 187 //_____________________________________________________________________________
 188 AliTRDdigitizer::~AliTRDdigitizer()
 189 {
 190   //
 191   // AliTRDdigitizer destructor
 192   //
 193
 194   if (fDigitsManager) {
 195     delete fDigitsManager;
 196     fDigitsManager      = 0;
 197   }
 198
 199   if (fSDigitsManager) {
 200     // s-digitsmanager will be deleted via list
 201     fSDigitsManager     = 0;
 202   }
 203
 204   if (fSDigitsManagerList) {
 205     fSDigitsManagerList->Delete();
 206     delete fSDigitsManagerList;
 207     fSDigitsManagerList = 0;
 208   }
 209
 210   if (fMasks) {
 211     delete [] fMasks;
 212     fMasks       = 0;
 213   }
 214
 215   if (fMcmSim) {
 216     delete fMcmSim;
 217     fMcmSim = 0;
 218   }
 219
 220   if (fGeo) {
 221     delete fGeo;
 222     fGeo = 0;
 223   }
 224
 225 }
 226
 227 //_____________________________________________________________________________
 228 AliTRDdigitizer &AliTRDdigitizer::operator=(const AliTRDdigitizer &d)
 229 {
 230   //
 231   // Assignment operator
 232   //
 233
 234   if (this != &d) {
 235     ((AliTRDdigitizer &) d).Copy(*this);
 236   }
 237
 238   return *this;
 239
 240 }
 241
 242 //_____________________________________________________________________________
 243 void AliTRDdigitizer::Copy(TObject &d) const
 244 {
 245   //
 246   // Copy function
 247   //
 248
 249   ((AliTRDdigitizer &) d).fRunLoader          = 0;
 250   ((AliTRDdigitizer &) d).fDigitsManager      = 0;
 251   ((AliTRDdigitizer &) d).fSDigitsManager     = 0;
 252   ((AliTRDdigitizer &) d).fSDigitsManagerList = 0;
 253   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRD                = 0;
 254   ((AliTRDdigitizer &) d).fGeo                = 0;
 255   ((AliTRDdigitizer &) d).fEvent              = 0;
 256   ((AliTRDdigitizer &) d).fMasks              = 0;
 257   ((AliTRDdigitizer &) d).fCompress           = fCompress;
 258   ((AliTRDdigitizer &) d).fSDigits            = fSDigits;
 259   ((AliTRDdigitizer &) d).fMergeSignalOnly    = fMergeSignalOnly;
 260
 261 }
 262
 263 //_____________________________________________________________________________
 264 void AliTRDdigitizer::Exec(const Option_t * const option)
 265 {
 266   //
 267   // Executes the merging
 268   //
 269
 270   Int_t iInput;
 271
 272   AliTRDdigitsManager *sdigitsManager;
 273
 274   TString optionString = option;
 275   if (optionString.Contains("deb")) {
 276     AliLog::SetClassDebugLevel("AliTRDdigitizer",1);
 277     AliInfo("Called with debug option");
 278   }
 279
 280   // The AliRoot file is already connected by the manager
 281   AliRunLoader *inrl = 0x0;
 282
 283   if (gAlice) {
 284     AliDebug(1,"AliRun object found on file.");
 285   }
 286   else {
 287     inrl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(0));
 288     inrl->LoadgAlice();
 289     gAlice = inrl->GetAliRun();
 290     if (!gAlice) {
 291       AliError("Could not find AliRun object.")
 292       return;
 293     }
 294   }
 295
 296   Int_t nInput = fManager->GetNinputs();
 297   fMasks       = new Int_t[nInput];
 298   for (iInput = 0; iInput < nInput; iInput++) {
 299     fMasks[iInput] = fManager->GetMask(iInput);
 300   }
 301
 302   //
 303   // Initialization
 304   //
 305
 306   AliRunLoader *orl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
 307
 308   if (InitDetector()) {
 309
 310     AliLoader *ogime = orl->GetLoader("TRDLoader");
 311
 312     TTree *tree = 0;
 313     if (fSDigits) {
 314       // If we produce SDigits
 315       tree = ogime->TreeS();
 316       if (!tree) {
 317         ogime->MakeTree("S");
 318         tree = ogime->TreeS();
 319       }
 320     }
 321     else {
 322       // If we produce Digits
 323       tree = ogime->TreeD();
 324       if (!tree) {
 325         ogime->MakeTree("D");
 326         tree = ogime->TreeD();
 327       }
 328     }
 329
 330     MakeBranch(tree);
 331
 332   }
 333
 334   for (iInput = 0; iInput < nInput; iInput++) {
 335
 336     AliDebug(1,Form("Add input stream %d",iInput));
 337
 338     // Check if the input tree exists
 339     inrl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(iInput));
 340     AliLoader *gime = inrl->GetLoader("TRDLoader");
 341
 342     TTree *treees = gime->TreeS();
 343     if (treees == 0x0) {
 344       if (gime->LoadSDigits()) {
 345         AliError(Form("Error Occured while loading S. Digits for input %d.",iInput));
 346         return;
 347       }
 348       treees = gime->TreeS();
 349     }
 350
 351     if (treees == 0x0) {
 352       AliError(Form("Input stream %d does not exist",iInput));
 353       return;
 354     }
 355
 356     // Read the s-digits via digits manager
 357     sdigitsManager = new AliTRDdigitsManager();
 358     sdigitsManager->SetSDigits(kTRUE);
 359
 360     AliRunLoader *rl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(iInput));
 361     AliLoader *gimme = rl->GetLoader("TRDLoader");
 362     if (!gimme->TreeS())
 363       {
 364         gimme->LoadSDigits();
 365       }
 366
 367     sdigitsManager->ReadDigits(gimme->TreeS());
 368
 369     // Add the s-digits to the input list
 370     AddSDigitsManager(sdigitsManager);
 371
 372   }
 373
 374   // Convert the s-digits to normal digits
 375   AliDebug(1,"Do the conversion");
 376   SDigits2Digits();
 377
 378   // Store the digits
 379   AliDebug(1,"Write the digits");
 380   fDigitsManager->WriteDigits();
 381
 382   // Write parameters
 383   orl->CdGAFile();
 384
 385   // Clean up
 386   DeleteSDigitsManager();
 387
 388   AliDebug(1,"Done");
 389
 390 }
 391
 392 //_____________________________________________________________________________
 393 Bool_t AliTRDdigitizer::Open(const Char_t *file, Int_t nEvent)
 394 {
 395   //
 396   // Opens a ROOT-file with TRD-hits and reads in the hit-tree
 397   //
 398   // Connect the AliRoot file containing Geometry, Kine, and Hits
 399   //
 400
 401   TString evfoldname = AliConfig::GetDefaultEventFolderName();
 402
 403   fRunLoader = AliRunLoader::GetRunLoader(evfoldname);
 404   if (!fRunLoader) {
 405     fRunLoader = AliRunLoader::Open(file,evfoldname,"UPDATE");
 406   }
 407   if (!fRunLoader) {
 408     AliError(Form("Can not open session for file %s.",file));
 409     return kFALSE;
 410   }
 411
 412   if (!fRunLoader->GetAliRun()) {
 413     fRunLoader->LoadgAlice();
 414   }
 415   gAlice = fRunLoader->GetAliRun();
 416
 417   if (gAlice) {
 418     AliDebug(1,"AliRun object found on file.");
 419   }
 420   else {
 421     AliError("Could not find AliRun object.");
 422     return kFALSE;
 423   }
 424
 425   fEvent = nEvent;
 426
 427   AliLoader *loader = fRunLoader->GetLoader("TRDLoader");
 428   if (!loader) {
 429     AliError("Can not get TRD loader from Run Loader");
 430     return kFALSE;
 431   }
 432
 433   if (InitDetector()) {
 434     TTree *tree = 0;
 435     if (fSDigits) {
 436       // If we produce SDigits
 437       tree = loader->TreeS();
 438       if (!tree) {
 439         loader->MakeTree("S");
 440         tree = loader->TreeS();
 441       }
 442     }
 443     else {
 444       // If we produce Digits
 445       tree = loader->TreeD();
 446       if (!tree) {
 447         loader->MakeTree("D");
 448         tree = loader->TreeD();
 449       }
 450     }
 451     return MakeBranch(tree);
 452   }
 453   else {
 454     return kFALSE;
 455   }
 456
 457 }
 458
 459 //_____________________________________________________________________________
 460 Bool_t AliTRDdigitizer::Open(AliRunLoader * const runLoader, Int_t nEvent)
 461 {
 462   //
 463   // Opens a ROOT-file with TRD-hits and reads in the hit-tree
 464   //
 465   // Connect the AliRoot file containing Geometry, Kine, and Hits
 466   //
 467
 468   fRunLoader = runLoader;
 469   if (!fRunLoader) {
 470     AliError("RunLoader does not exist");
 471     return kFALSE;
 472   }
 473
 474   if (!fRunLoader->GetAliRun()) {
 475     fRunLoader->LoadgAlice();
 476   }
 477   gAlice = fRunLoader->GetAliRun();
 478
 479   if (gAlice) {
 480     AliDebug(1,"AliRun object found on file.");
 481   }
 482   else {
 483     AliError("Could not find AliRun object.");
 484     return kFALSE;
 485   }
 486
 487   fEvent = nEvent;
 488
 489   AliLoader *loader = fRunLoader->GetLoader("TRDLoader");
 490   if (!loader) {
 491     AliError("Can not get TRD loader from Run Loader");
 492     return kFALSE;
 493   }
 494
 495   if (InitDetector()) {
 496     TTree *tree = 0;
 497     if (fSDigits) {
 498       // If we produce SDigits
 499       tree = loader->TreeS();
 500       if (!tree) {
 501         loader->MakeTree("S");
 502         tree = loader->TreeS();
 503       }
 504     }
 505     else {
 506       // If we produce Digits
 507       tree = loader->TreeD();
 508       if (!tree) {
 509         loader->MakeTree("D");
 510         tree = loader->TreeD();
 511       }
 512     }
 513     return MakeBranch(tree);
 514   }
 515   else {
 516     return kFALSE;
 517   }
 518
 519 }
 520
 521 //_____________________________________________________________________________
 522 Bool_t AliTRDdigitizer::InitDetector()
 523 {
 524   //
 525   // Sets the pointer to the TRD detector and the geometry
 526   //
 527
 528   // Get the pointer to the detector class and check for version 1
 529   fTRD = (AliTRD *) gAlice->GetDetector("TRD");
 530   if (!fTRD) {
 531     AliFatal("No TRD module found");
 532     exit(1);
 533   }
 534   if (fTRD->IsVersion() != 1) {
 535     AliFatal("TRD must be version 1 (slow simulator)");
 536     exit(1);
 537   }
 538
 539   // Get the geometry
 540   fGeo = new AliTRDgeometry();
 541
 542   // Create a digits manager
 543   if (fDigitsManager) {
 544     delete fDigitsManager;
 545   }
 546   fDigitsManager = new AliTRDdigitsManager();
 547   fDigitsManager->SetSDigits(fSDigits);
 548   fDigitsManager->CreateArrays();
 549   fDigitsManager->SetEvent(fEvent);
 550
 551   // The list for the input s-digits manager to be merged
 552   if (fSDigitsManagerList) {
 553     fSDigitsManagerList->Delete();
 554   }
 555   else {
 556     fSDigitsManagerList = new TList();
 557   }
 558
 559   return kTRUE;
 560
 561 }
 562 //_____________________________________________________________________________
 563 Bool_t AliTRDdigitizer::MakeBranch(TTree *tree) const
 564 {
 565   //
 566   // Create the branches for the digits array
 567   //
 568
 569   return fDigitsManager->MakeBranch(tree);
 570
 571 }
 572
 573 //_____________________________________________________________________________
 574 void AliTRDdigitizer::AddSDigitsManager(AliTRDdigitsManager *man)
 575 {
 576   //
 577   // Add a digits manager for s-digits to the input list.
 578   //
 579
 580   fSDigitsManagerList->Add(man);
 581
 582 }
 583
 584 //_____________________________________________________________________________
 585 void AliTRDdigitizer::DeleteSDigitsManager()
 586 {
 587   //
 588   // Removes digits manager from the input list.
 589   //
 590
 591   fSDigitsManagerList->Delete();
 592
 593 }
 594
 595 //_____________________________________________________________________________
 596 Bool_t AliTRDdigitizer::MakeDigits()
 597 {
 598   //
 599   // Creates digits.
 600   //
 601
 602   AliDebug(1,"Start creating digits");
 603
 604   if (!fGeo) {
 605     AliError("No geometry defined");
 606     return kFALSE;
 607   }
 608
 609   AliTRDcalibDB *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
 610   if (!calibration) {
 611     AliFatal("Could not get calibration object");
 612     return kFALSE;
 613   }
 614
 615   const Int_t kNdet  = AliTRDgeometry::Ndet();
 616
 617   Float_t **hits = new Float_t*[kNdet];
 618   Int_t    *nhit = new Int_t[kNdet];
 619
 620   AliTRDarraySignal *signals = 0x0;
 621
 622   //
 623   if (calibration->GetNumberOfTimeBinsDCS() != AliTRDSimParam::Instance()->GetNTimeBins()) {
 624     AliWarning(Form("Number of time bins is different to OCDB value [SIM=%d, OCDB=%d]"
 625                    ,AliTRDSimParam::Instance()->GetNTimeBins()
 626                    ,calibration->GetNumberOfTimeBinsDCS()));
 627   }
 628
 629   // Sort all hits according to detector number
 630   if (!SortHits(hits,nhit)) {
 631     AliError("Sorting hits failed");
 632     return kFALSE;
 633   }
 634
 635   // Loop through all detectors
 636   for (Int_t det = 0; det < kNdet; det++) {
 637
 638     // Detectors that are switched off, not installed, etc.
 639     if (( calibration->IsChamberInstalled(det)) &&
 640         (!calibration->IsChamberMasked(det))    &&
 641         ( fGeo->ChamberInGeometry(det))         &&
 642         (nhit[det] > 0)) {
 643
 644       signals = new AliTRDarraySignal();
 645
 646       // Convert the hits of the current detector to detector signals
 647       if (!ConvertHits(det,hits[det],nhit[det],signals)) {
 648         AliError(Form("Conversion of hits failed for detector=%d",det));
 649         return kFALSE;
 650       }
 651       // Convert the detector signals to digits or s-digits
 652       if (!ConvertSignals(det,signals)) {
 653         AliError(Form("Conversion of signals failed for detector=%d",det));
 654         return kFALSE;
 655       }
 656
 657       // Delete the signals array
 658       delete signals;
 659       signals = 0x0;
 660
 661     } // if: detector status
 662
 663     delete [] hits[det];
 664
 665   } // for: detector
 666
 667   if (!fSDigits) {
 668     if (AliDataLoader *trklLoader = AliRunLoader::Instance()->GetLoader("TRDLoader")->GetDataLoader("tracklets")) {
 669       if (trklLoader->Tree())
 670         trklLoader->WriteData("OVERWRITE");
 671     }
 672   }
 673
 674   delete [] hits;
 675   delete [] nhit;
 676
 677   // Save the values for the raw data headers
 678   fDigitsManager->GetDigitsParam()->SetNTimeBinsAll(AliTRDSimParam::Instance()->GetNTimeBins());
 679   fDigitsManager->GetDigitsParam()->SetADCbaselineAll(AliTRDSimParam::Instance()->GetADCbaseline());
 680
 681   return kTRUE;
 682
 683 }
 684
 685 //_____________________________________________________________________________
 686 Bool_t AliTRDdigitizer::SortHits(Float_t **hits, Int_t *nhit)
 687 {
 688   //
 689   // Read all the hits and sorts them according to detector number
 690   // in the output array <hits>.
 691   //
 692
 693   AliDebug(1,"Start sorting hits");
 694
 695   const Int_t kNdet = AliTRDgeometry::Ndet();
 696   // Size of the hit vector
 697   const Int_t kNhit = 6;
 698
 699   Float_t *xyz      = 0;
 700   Int_t    nhitTrk  = 0;
 701
 702   Int_t   *lhit     = new Int_t[kNdet];
 703
 704   for (Int_t det = 0; det < kNdet; det++) {
 705     lhit[det] = 0;
 706     nhit[det] = 0;
 707     hits[det] = 0;
 708   }
 709
 710   AliLoader *gimme = fRunLoader->GetLoader("TRDLoader");
 711   if (!gimme->TreeH()) {
 712     gimme->LoadHits();
 713   }
 714   TTree *hitTree = gimme->TreeH();
 715   if (hitTree == 0x0) {
 716     AliError("Can not get TreeH");
 717     return kFALSE;
 718   }
 719   fTRD->SetTreeAddress();
 720
 721   // Get the number of entries in the hit tree
 722   // (Number of primary particles creating a hit somewhere)
 723   Int_t nTrk = (Int_t) hitTree->GetEntries();
 724   AliDebug(1,Form("Found %d tracks",nTrk));
 725
 726   // Loop through all the tracks in the tree
 727   for (Int_t iTrk = 0; iTrk < nTrk; iTrk++) {
 728
 729     gAlice->GetMCApp()->ResetHits();
 730     hitTree->GetEvent(iTrk);
 731
 732     if (!fTRD->Hits()) {
 733       AliError(Form("No hits array for track = %d",iTrk));
 734       continue;
 735     }
 736
 737     // Number of hits for this track
 738     nhitTrk = fTRD->Hits()->GetEntriesFast();
 739
 740     Int_t hitCnt = 0;
 741     // Loop through the TRD hits
 742     AliTRDhit *hit = (AliTRDhit *) fTRD->FirstHit(-1);
 743     while (hit) {
 744
 745       hitCnt++;
 746
 747       // Don't analyze test hits
 748       if (((Int_t) hit->GetCharge()) != 0) {
 749
 750         Int_t   trk  = hit->Track();
 751         Int_t   det  = hit->GetDetector();
 752         Int_t   q    = hit->GetCharge();
 753         Float_t x    = hit->X();
 754         Float_t y    = hit->Y();
 755         Float_t z    = hit->Z();
 756         Float_t time = hit->GetTime();
 757
 758         if (nhit[det] == lhit[det]) {
 759           // Inititialization of new detector
 760           xyz        = new Float_t[kNhit*(nhitTrk+lhit[det])];
 761           if (hits[det]) {
 762             memcpy(xyz,hits[det],sizeof(Float_t)*kNhit*lhit[det]);
 763             delete [] hits[det];
 764           }
 765           lhit[det] += nhitTrk;
 766           hits[det]  = xyz;
 767         }
 768         else {
 769           xyz        = hits[det];
 770         }
 771         xyz[nhit[det]*kNhit+0] = x;
 772         xyz[nhit[det]*kNhit+1] = y;
 773         xyz[nhit[det]*kNhit+2] = z;
 774         xyz[nhit[det]*kNhit+3] = q;
 775         xyz[nhit[det]*kNhit+4] = trk;
 776         xyz[nhit[det]*kNhit+5] = time;
 777         nhit[det]++;
 778
 779       } // if: charge != 0
 780
 781       hit = (AliTRDhit *) fTRD->NextHit();
 782
 783     } // for: hits of one track
 784
 785   } // for: tracks
 786
 787   delete [] lhit;
 788
 789   return kTRUE;
 790
 791 }
 792
 793 //_____________________________________________________________________________
 794 Bool_t AliTRDdigitizer::ConvertHits(Int_t det
 795                                   , const Float_t * const hits
 796                                   , Int_t nhit
 797                                   , AliTRDarraySignal *signals)
 798 {
 799   //
 800   // Converts the detectorwise sorted hits to detector signals
 801   //
 802
 803   AliDebug(1,Form("Start converting hits for detector=%d (nhits=%d)",det,nhit));
 804
 805   // Number of pads included in the pad response
 806   const Int_t kNpad      = 3;
 807   // Number of track dictionary arrays
 808   const Int_t kNdict     = AliTRDdigitsManager::kNDict;
 809   // Size of the hit vector
 810   const Int_t kNhit      = 6;
 811
 812   // Width of the amplification region
 813   const Float_t kAmWidth = AliTRDgeometry::AmThick();
 814   // Width of the drift region
 815   const Float_t kDrWidth = AliTRDgeometry::DrThick();
 816   // Drift + amplification region
 817   const Float_t kDrMin   =          - 0.5 * kAmWidth;
 818   const Float_t kDrMax   = kDrWidth + 0.5 * kAmWidth;
 819
 820   Int_t    iPad          = 0;
 821   Int_t    dict          = 0;
 822   Int_t    timeBinTRFend = 1;
 823
 824   Double_t pos[3];
 825   Double_t loc[3];
 826   Double_t padSignal[kNpad];
 827   Double_t signalOld[kNpad];
 828
 829   AliTRDarrayDictionary *dictionary[kNdict];
 830
 831   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
 832   AliTRDCommonParam *commonParam = AliTRDCommonParam::Instance();
 833   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
 834
 835   if (!commonParam) {
 836     AliFatal("Could not get common parameterss");
 837     return kFALSE;
 838   }
 839   if (!simParam) {
 840     AliFatal("Could not get simulation parameters");
 841     return kFALSE;
 842   }
 843   if (!calibration) {
 844     AliFatal("Could not get calibration object");
 845     return kFALSE;
 846   }
 847
 848   // Get the detector wise calibration objects
 849   AliTRDCalROC       *calVdriftROC      = 0;
 850   Float_t             calVdriftDetValue = 0.0;
 851   const AliTRDCalDet *calVdriftDet      = calibration->GetVdriftDet();
 852   AliTRDCalROC       *calT0ROC          = 0;
 853   Float_t             calT0DetValue     = 0.0;
 854   const AliTRDCalDet *calT0Det          = calibration->GetT0Det();
 855
 856   if (simParam->TRFOn()) {
 857     timeBinTRFend = ((Int_t) (simParam->GetTRFhi()
 858                   * commonParam->GetSamplingFrequency())) - 1;
 859   }
 860
 861   Int_t   nTimeTotal   = simParam->GetNTimeBins();
 862   Float_t samplingRate = commonParam->GetSamplingFrequency();
 863   Float_t elAttachProp = simParam->GetElAttachProp() / 100.0;
 864
 865   AliTRDpadPlane *padPlane = fGeo->GetPadPlane(det);
 866   Int_t   layer   = fGeo->GetLayer(det);         //update
 867   Float_t row0    = padPlane->GetRow0ROC();
 868   Int_t   nRowMax = padPlane->GetNrows();
 869   Int_t   nColMax = padPlane->GetNcols();
 870
 871   // Create a new array for the signals
 872   signals->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
 873
 874   // Create a new array for the dictionary
 875   for (dict = 0; dict < kNdict; dict++) {
 876     dictionary[dict] = (AliTRDarrayDictionary *) fDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
 877     dictionary[dict]->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
 878   }
 879
 880   // Loop through the hits in this detector
 881   for (Int_t hit = 0; hit < nhit; hit++) {
 882
 883     pos[0]          = hits[hit*kNhit+0];
 884     pos[1]          = hits[hit*kNhit+1];
 885     pos[2]          = hits[hit*kNhit+2];
 886     Float_t q       = hits[hit*kNhit+3];
 887     Float_t hittime = hits[hit*kNhit+5];
 888     Int_t   track   = ((Int_t) hits[hit*kNhit+4]);
 889
 890     Int_t   inDrift = 1;
 891
 892     // Find the current volume with the geo manager
 893     gGeoManager->SetCurrentPoint(pos);
 894     gGeoManager->FindNode();
 895     if (strstr(gGeoManager->GetPath(),"/UK")) {
 896       inDrift = 0;
 897     }
 898
 899     // Get the calibration objects
 900     calVdriftROC      = calibration->GetVdriftROC(det);
 901     calVdriftDetValue = calVdriftDet->GetValue(det);
 902     calT0ROC          = calibration->GetT0ROC(det);
 903     calT0DetValue     = calT0Det->GetValue(det);
 904
 905     // Go to the local coordinate system:
 906     // loc[0] - col  direction in amplification or driftvolume
 907     // loc[1] - row  direction in amplification or driftvolume
 908     // loc[2] - time direction in amplification or driftvolume
 909     gGeoManager->MasterToLocal(pos,loc);
 910     if (inDrift) {
 911       // Relative to middle of amplification region
 912       loc[2] = loc[2] - kDrWidth/2.0 - kAmWidth/2.0;
 913     }
 914
 915     // The driftlength [cm] (w/o diffusion yet !).
 916     // It is negative if the hit is between pad plane and anode wires.
 917     Double_t driftlength = -1.0 * loc[2];
 918
 919     // Stupid patch to take care of TR photons that are absorbed
 920     // outside the chamber volume. A real fix would actually need
 921     // a more clever implementation of the TR hit generation
 922     if (q < 0.0) {
 923       if ((loc[1] < padPlane->GetRowEndROC()) ||
 924           (loc[1] > padPlane->GetRow0ROC())) {
 925         continue;
 926       }
 927       if ((driftlength < kDrMin) ||
 928           (driftlength > kDrMax)) {
 929         continue;
 930       }
 931     }
 932
 933     // Get row and col of unsmeared electron to retrieve drift velocity
 934     // The pad row (z-direction)
 935     Int_t    rowE         = padPlane->GetPadRowNumberROC(loc[1]);
 936     if (rowE < 0) {
 937       continue;
 938     }
 939     Double_t rowOffset    = padPlane->GetPadRowOffsetROC(rowE,loc[1]);
 940     // The pad column (rphi-direction)
 941     Double_t offsetTilt   = padPlane->GetTiltOffset(rowOffset);
 942     Int_t    colE         = padPlane->GetPadColNumber(loc[0]+offsetTilt);
 943     if (colE < 0) {
 944       continue;
 945     }
 946     Double_t colOffset    = 0.0;
 947
 948     // Normalized drift length
 949     Float_t  driftvelocity  = calVdriftDetValue * calVdriftROC->GetValue(colE,rowE);
 950     Double_t absdriftlength = TMath::Abs(driftlength);
 951     if (commonParam->ExBOn()) {
 952       absdriftlength /= TMath::Sqrt(GetLorentzFactor(driftvelocity));
 953     }
 954
 955     // Loop over all electrons of this hit
 956     // TR photons produce hits with negative charge
 957     Int_t nEl = ((Int_t) TMath::Abs(q));
 958     for (Int_t iEl = 0; iEl < nEl; iEl++) {
 959
 960       // Now the real local coordinate system of the ROC
 961       // column direction: locC
 962       // row direction:    locR
 963       // time direction:   locT
 964       // locR and locC are identical to the coordinates of the corresponding
 965       // volumina of the drift or amplification region.
 966       // locT is defined relative to the wire plane (i.e. middle of amplification
 967       // region), meaning locT = 0, and is negative for hits coming from the
 968       // drift region.
 969       Double_t locC = loc[0];
 970       Double_t locR = loc[1];
 971       Double_t locT = loc[2];
 972
 973       // Electron attachment
 974       if (simParam->ElAttachOn()) {
 975         if (gRandom->Rndm() < (absdriftlength * elAttachProp)) {
 976           continue;
 977         }
 978       }
 979
 980       // Apply the diffusion smearing
 981       if (simParam->DiffusionOn()) {
 982         if (!(Diffusion(driftvelocity,absdriftlength,locR,locC,locT))) {
 983           continue;
 984         }
 985       }
 986
 987       // Apply E x B effects (depends on drift direction)
 988       if (commonParam->ExBOn()) {
 989         if (!(ExB(driftvelocity,driftlength,locC))) {
 990           continue;
 991         }
 992       }
 993
 994       // The electron position after diffusion and ExB in pad coordinates.
 995       // The pad row (z-direction)
 996       rowE       = padPlane->GetPadRowNumberROC(locR);
 997       if (rowE < 0) continue;
 998       rowOffset  = padPlane->GetPadRowOffsetROC(rowE,locR);
 999
1000       // The pad column (rphi-direction)
1001       offsetTilt = padPlane->GetTiltOffset(rowOffset);
1002       colE       = padPlane->GetPadColNumber(locC+offsetTilt);
1003       if (colE < 0) continue;
1004       colOffset  = padPlane->GetPadColOffset(colE,locC+offsetTilt);
1005
1006       // Also re-retrieve drift velocity because col and row may have changed
1007       driftvelocity = calVdriftDetValue * calVdriftROC->GetValue(colE,rowE);
1008       Float_t t0    = calT0DetValue     + calT0ROC->GetValue(colE,rowE);
1009
1010       // Convert the position to drift time [mus], using either constant drift velocity or
1011       // time structure of drift cells (non-isochronity, GARFIELD calculation).
1012       // Also add absolute time of hits to take pile-up events into account properly
1013       Double_t drifttime;
1014       if (simParam->TimeStructOn()) {
1015         // Get z-position with respect to anode wire
1016         Double_t zz  =  row0 - locR + padPlane->GetAnodeWireOffset();
1017         zz -= ((Int_t)(2 * zz)) / 2.0;
1018         if (zz > 0.25) {
1019           zz  = 0.5 - zz;
1020         }
1021         // Use drift time map (GARFIELD)
1022         drifttime = commonParam->TimeStruct(driftvelocity,0.5*kAmWidth-1.0*locT,zz)
1023                   + hittime;
1024       }
1025       else {
1026         // Use constant drift velocity
1027         drifttime = TMath::Abs(locT) / driftvelocity
1028                   + hittime;
1029       }
1030
1031       // Apply the gas gain including fluctuations
1032       Double_t ggRndm = 0.0;
1033       do {
1034         ggRndm = gRandom->Rndm();
1035       } while (ggRndm <= 0);
1036       Double_t signal = -(simParam->GetGasGain()) * TMath::Log(ggRndm);
1037
1038       // Apply the pad response
1039       if (simParam->PRFOn()) {
1040         // The distance of the electron to the center of the pad
1041         // in units of pad width
1042         Double_t dist = (colOffset - 0.5*padPlane->GetColSize(colE))
1043                       / padPlane->GetColSize(colE);
1044         // This is a fixed parametrization, i.e. not dependent on
1045         // calibration values !
1046         if (!(calibration->PadResponse(signal,dist,layer,padSignal))) continue;
1047       }
1048       else {
1049         padSignal[0] = 0.0;
1050         padSignal[1] = signal;
1051         padSignal[2] = 0.0;
1052       }
1053
1054       // The time bin (always positive), with t0 distortion
1055       Double_t timeBinIdeal = drifttime * samplingRate + t0;
1056       // Protection
1057       if (TMath::Abs(timeBinIdeal) > 2*nTimeTotal) {
1058         timeBinIdeal = 2 * nTimeTotal;
1059       }
1060       Int_t    timeBinTruncated = ((Int_t) timeBinIdeal);
1061       // The distance of the position to the middle of the timebin
1062       Double_t timeOffset       = ((Float_t) timeBinTruncated
1063                                 + 0.5 - timeBinIdeal) / samplingRate;
1064
1065       // Sample the time response inside the drift region
1066       // + additional time bins before and after.
1067       // The sampling is done always in the middle of the time bin
1068       for (Int_t iTimeBin = TMath::Max(timeBinTruncated,0)
1069           ;iTimeBin < TMath::Min(timeBinTruncated+timeBinTRFend,nTimeTotal)
1070           ;iTimeBin++) {
1071
1072         // Apply the time response
1073         Double_t timeResponse = 1.0;
1074         Double_t crossTalk    = 0.0;
1075         Double_t time         = (iTimeBin - timeBinTruncated) / samplingRate + timeOffset;
1076
1077         if (simParam->TRFOn()) {
1078           timeResponse = simParam->TimeResponse(time);
1079         }
1080         if (simParam->CTOn()) {
1081           crossTalk    = simParam->CrossTalk(time);
1082         }
1083
1084         signalOld[0] = 0.0;
1085         signalOld[1] = 0.0;
1086         signalOld[2] = 0.0;
1087
1088         for (iPad = 0; iPad < kNpad; iPad++) {
1089
1090           Int_t colPos = colE + iPad - 1;
1091           if (colPos <        0) continue;
1092           if (colPos >= nColMax) break;
1093
1094           // Add the signals
1095           signalOld[iPad] = signals->GetData(rowE,colPos,iTimeBin);
1096
1097           if (colPos != colE) {
1098             // Cross talk added to non-central pads
1099             signalOld[iPad] += padSignal[iPad]
1100                              * (timeResponse + crossTalk);
1101           }
1102           else {
1103             // W/o cross talk at central pad
1104             signalOld[iPad] += padSignal[iPad]
1105                              * timeResponse;
1106           }
1107
1108           signals->SetData(rowE,colPos,iTimeBin,signalOld[iPad]);
1109
1110           // Store the track index in the dictionary
1111           // Note: We store index+1 in order to allow the array to be compressed
1112           // Note2: Taking out the +1 in track
1113           if (signalOld[iPad] > 0.0) {
1114             for (dict = 0; dict < kNdict; dict++) {
1115               Int_t oldTrack = dictionary[dict]->GetData(rowE,colPos,iTimeBin);
1116               if (oldTrack == track) break;
1117               if (oldTrack ==  -1 ) {
1118                 dictionary[dict]->SetData(rowE,colPos,iTimeBin,track);
1119                 break;
1120               }
1121             }
1122           }
1123
1124         } // Loop: pads
1125
1126       } // Loop: time bins
1127
1128     } // Loop: electrons of a single hit
1129
1130   } // Loop: hits
1131
1132   AliDebug(2,Form("Finished analyzing %d hits",nhit));
1133
1134   return kTRUE;
1135
1136 }
1137
1138 //_____________________________________________________________________________
1139 Bool_t AliTRDdigitizer::ConvertSignals(Int_t det, AliTRDarraySignal *signals)
1140 {
1141   //
1142   // Convert signals to digits
1143   //
1144
1145   AliDebug(1,Form("Start converting the signals for detector %d",det));
1146
1147   if (fSDigits) {
1148     // Convert the signal array to s-digits
1149     if (!Signal2SDigits(det,signals)) {
1150       return kFALSE;
1151     }
1152   }
1153   else {
1154     // Convert the signal array to digits
1155     if (!Signal2ADC(det,signals)) {
1156       return kFALSE;
1157     }
1158     // Run digital processing for digits
1159     RunDigitalProcessing(det);
1160   }
1161
1162   // Compress the arrays
1163   CompressOutputArrays(det);
1164
1165   return kTRUE;
1166
1167 }
1168
1169 //_____________________________________________________________________________
1170 Bool_t AliTRDdigitizer::Signal2ADC(Int_t det, AliTRDarraySignal *signals)
1171 {
1172   //
1173   // Converts the sampled electron signals to ADC values for a given chamber
1174   //
1175
1176   AliDebug(1,Form("Start converting signals to ADC values for detector=%d",det));
1177
1178   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1179   if (!calibration) {
1180     AliFatal("Could not get calibration object");
1181     return kFALSE;
1182   }
1183
1184   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
1185   if (!simParam) {
1186     AliFatal("Could not get simulation parameters");
1187     return kFALSE;
1188   }
1189
1190   // Converts number of electrons to fC
1191   const Double_t kEl2fC = 1.602e-19 * 1.0e15;
1192
1193   // Coupling factor
1194   Double_t coupling     = simParam->GetPadCoupling()
1195                         * simParam->GetTimeCoupling();
1196   // Electronics conversion factor
1197   Double_t convert      = kEl2fC
1198                         * simParam->GetChipGain();
1199   // ADC conversion factor
1200   Double_t adcConvert   = simParam->GetADCoutRange()
1201                         / simParam->GetADCinRange();
1202   // The electronics baseline in mV
1203   Double_t baseline     = simParam->GetADCbaseline()
1204                         / adcConvert;
1205   // The electronics baseline in electrons
1206   Double_t baselineEl   = baseline
1207                         / convert;
1208
1209   Int_t row  = 0;
1210   Int_t col  = 0;
1211   Int_t time = 0;
1212
1213   Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1214   Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1215   Int_t nTimeTotal = simParam->GetNTimeBins();
1216
1217   // The gainfactor calibration objects
1218   const AliTRDCalDet *calGainFactorDet      = calibration->GetGainFactorDet();
1219   AliTRDCalROC       *calGainFactorROC      = 0;
1220   Float_t             calGainFactorDetValue = 0.0;
1221
1222   AliTRDarrayADC     *digits = 0x0;
1223
1224   if (!signals) {
1225     AliError(Form("Signals array for detector %d does not exist\n",det));
1226     return kFALSE;
1227   }
1228   if (signals->HasData()) {
1229     // Expand the container if neccessary
1230     signals->Expand();
1231   }
1232   else {
1233     // Create missing containers
1234     signals->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1235   }
1236
1237   // Get the container for the digits of this detector
1238   if (fDigitsManager->HasSDigits()) {
1239     AliError("Digits manager has s-digits");
1240     return kFALSE;
1241   }
1242
1243   digits = (AliTRDarrayADC *) fDigitsManager->GetDigits(det);
1244   // Allocate memory space for the digits buffer
1245   if (!digits->HasData()) {
1246     digits->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1247   }
1248
1249   // Get the calibration objects
1250   calGainFactorROC      = calibration->GetGainFactorROC(det);
1251   calGainFactorDetValue = calGainFactorDet->GetValue(det);
1252
1253   // Create the digits for this chamber
1254   for (row  = 0; row  <  nRowMax; row++ ) {
1255     for (col  = 0; col  <  nColMax; col++ ) {
1256
1257       // Check whether pad is masked
1258       // Bridged pads are not considered yet!!!
1259       if (calibration->IsPadMasked(det,col,row) || calibration->IsPadNotConnected(det,col,row)) {
1260         continue;
1261       }
1262
1263       // The gain factors
1264       Float_t padgain = calGainFactorDetValue
1265                       * calGainFactorROC->GetValue(col,row);
1266       if (padgain <= 0) {
1267         AliError(Form("Not a valid gain %f, %d %d %d",padgain,det,col,row));
1268       }
1269
1270       for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {
1271
1272         // Get the signal amplitude
1273         Float_t signalAmp = signals->GetData(row,col,time);
1274         // Pad and time coupling
1275         signalAmp *= coupling;
1276         // Gain factors
1277         signalAmp *= padgain;
1278
1279         // Add the noise, starting from minus ADC baseline in electrons
1280         signalAmp  = TMath::Max((Double_t) gRandom->Gaus(signalAmp,simParam->GetNoise())
1281                                ,-baselineEl);
1282
1283         // Convert to mV
1284         signalAmp *= convert;
1285         // Add ADC baseline in mV
1286         signalAmp += baseline;
1287
1288         // Convert to ADC counts. Set the overflow-bit fADCoutRange if the
1289         // signal is larger than fADCinRange
1290         Short_t adc  = 0;
1291         if (signalAmp >= simParam->GetADCinRange()) {
1292           adc = ((Short_t) simParam->GetADCoutRange());
1293         }
1294         else {
1295           adc = TMath::Nint(signalAmp * adcConvert);
1296         }
1297
1298         // Saving all digits
1299         digits->SetData(row,col,time,adc);
1300
1301       } // for: time
1302
1303     } // for: col
1304   } // for: row
1305
1306   return kTRUE;
1307
1308 }
1309
1310 //_____________________________________________________________________________
1311 Bool_t AliTRDdigitizer::Signal2SDigits(Int_t det, AliTRDarraySignal *signals)
1312 {
1313   //
1314   // Converts the sampled electron signals to s-digits
1315   //
1316
1317   AliDebug(1,Form("Start converting signals to s-digits for detector=%d",det));
1318
1319   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1320   if (!calibration) {
1321     AliFatal("Could not get calibration object");
1322     return kFALSE;
1323   }
1324
1325   Int_t row  = 0;
1326   Int_t col  = 0;
1327   Int_t time = 0;
1328
1329   Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1330   Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1331   Int_t nTimeTotal = AliTRDSimParam::Instance()->GetNTimeBins();
1332
1333   // Get the container for the digits of this detector
1334
1335   if (!fDigitsManager->HasSDigits()) {
1336     AliError("Digits manager has no s-digits");
1337     return kFALSE;
1338   }
1339
1340   AliTRDarraySignal *digits = (AliTRDarraySignal *) fDigitsManager->GetSDigits(det);
1341   // Allocate memory space for the digits buffer
1342   if (!digits->HasData()) {
1343     digits->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1344   }
1345
1346   // Create the sdigits for this chamber
1347   for (row  = 0; row  <  nRowMax; row++ ) {
1348     for (col  = 0; col  <  nColMax; col++ ) {
1349       for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {
1350         digits->SetData(row,col,time,signals->GetData(row,col,time));
1351       } // for: time
1352     } // for: col
1353   } // for: row
1354
1355   return kTRUE;
1356
1357 }
1358
1359 //_____________________________________________________________________________
1360 Bool_t AliTRDdigitizer::Digits2SDigits(AliTRDdigitsManager * const manDig
1361                                      , AliTRDdigitsManager * const manSDig)
1362 {
1363   //
1364   // Converts digits into s-digits. Needed for embedding into real data.
1365   //
1366
1367   AliDebug(1,"Start converting digits to s-digits");
1368
1369   if (!fGeo) {
1370     fGeo = new AliTRDgeometry();
1371   }
1372
1373   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1374   if (!calibration) {
1375     AliFatal("Could not get calibration object");
1376     return kFALSE;
1377   }
1378
1379   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
1380   if (!simParam) {
1381     AliFatal("Could not get simulation parameters");
1382     return kFALSE;
1383   }
1384
1385   // Converts number of electrons to fC
1386   const Double_t kEl2fC = 1.602e-19 * 1.0e15;
1387
1388   // Coupling factor
1389   Double_t coupling     = simParam->GetPadCoupling()
1390                         * simParam->GetTimeCoupling();
1391   // Electronics conversion factor
1392   Double_t convert      = kEl2fC
1393                         * simParam->GetChipGain();
1394   // ADC conversion factor
1395   Double_t adcConvert   = simParam->GetADCoutRange()
1396                         / simParam->GetADCinRange();
1397   // The electronics baseline in mV
1398   Double_t baseline     = simParam->GetADCbaseline()
1399                         / adcConvert;
1400   // The electronics baseline in electrons
1401   //Double_t baselineEl   = baseline
1402   //                      / convert;
1403
1404   // The gainfactor calibration objects
1405   //const AliTRDCalDet *calGainFactorDet      = calibration->GetGainFactorDet();
1406   //AliTRDCalROC       *calGainFactorROC      = 0;
1407   //Float_t             calGainFactorDetValue = 0.0;
1408
1409   Int_t row  = 0;
1410   Int_t col  = 0;
1411   Int_t time = 0;
1412
1413   for (Int_t det = 0; det < AliTRDgeometry::Ndet(); det++) {
1414
1415     Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1416     Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1417     Int_t nTimeTotal = manDig->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(det);
1418
1419     // Get the calibration objects
1420     //calGainFactorROC      = calibration->GetGainFactorROC(det);
1421     //calGainFactorDetValue = calGainFactorDet->GetValue(det);
1422
1423     // Get the digits
1424     AliTRDarrayADC *digits = (AliTRDarrayADC *) manDig->GetDigits(det);
1425
1426     if (!manSDig->HasSDigits()) {
1427       AliError("SDigits manager has no s-digits");
1428       return kFALSE;
1429     }
1430     // Get the s-digits
1431     AliTRDarraySignal     *sdigits = (AliTRDarraySignal *)     manSDig->GetSDigits(det);
1432     AliTRDarrayDictionary *tracks0 = (AliTRDarrayDictionary *) manSDig->GetDictionary(det,0);
1433     AliTRDarrayDictionary *tracks1 = (AliTRDarrayDictionary *) manSDig->GetDictionary(det,1);
1434     AliTRDarrayDictionary *tracks2 = (AliTRDarrayDictionary *) manSDig->GetDictionary(det,2);
1435     // Allocate memory space for the digits buffer
1436     sdigits->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1437     tracks0->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1438     tracks1->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1439     tracks2->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1440
1441     // Keep the digits param
1442     manSDig->GetDigitsParam()->SetNTimeBinsAll(manDig->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(0));
1443     manSDig->GetDigitsParam()->SetADCbaselineAll(manDig->GetDigitsParam()->GetADCbaseline(0));
1444
1445     if (digits->HasData()) {
1446
1447       digits->Expand();
1448
1449       // Create the sdigits for this chamber
1450       for (row  = 0; row  <  nRowMax; row++ ) {
1451         for (col  = 0; col  <  nColMax; col++ ) {
1452
1453           // The gain factors
1454           //Float_t padgain = calGainFactorDetValue
1455           //                * calGainFactorROC->GetValue(col,row);
1456
1457           for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {
1458
1459             Short_t  adcVal = digits->GetData(row,col,time);
1460             Double_t signal = (Double_t) adcVal;
1461             // ADC -> signal in mV
1462             signal /= adcConvert;
1463             // Subtract baseline in mV
1464             signal -= baseline;
1465             // Signal in mV -> signal in #electrons
1466             signal /= convert;
1467             // Gain factor
1468             //signal /= padgain; // Not needed for real data
1469             // Pad and time coupling
1470             signal /= coupling;
1471
1472             sdigits->SetData(row,col,time,signal);
1473             tracks0->SetData(row,col,time,0);
1474             tracks1->SetData(row,col,time,0);
1475             tracks2->SetData(row,col,time,0);
1476
1477           } // for: time
1478
1479         } // for: col
1480       } // for: row
1481
1482     } // if: has data
1483
1484     sdigits->Compress(0);
1485     tracks0->Compress();
1486     tracks1->Compress();
1487     tracks2->Compress();
1488
1489     // No compress just remove
1490     manDig->RemoveDigits(det);
1491     manDig->RemoveDictionaries(det);
1492
1493   } // for: det
1494
1495   return kTRUE;
1496
1497 }
1498
1499 //_____________________________________________________________________________
1500 Bool_t AliTRDdigitizer::SDigits2Digits()
1501 {
1502   //
1503   // Merges the input s-digits and converts them to normal digits
1504   //
1505
1506   if (!MergeSDigits()) {
1507     return kFALSE;
1508   }
1509
1510   return ConvertSDigits();
1511
1512 }
1513
1514 //_____________________________________________________________________________
1515 Bool_t AliTRDdigitizer::MergeSDigits()
1516 {
1517   //
1518   // Merges the input s-digits:
1519   //   - The amplitude of the different inputs are summed up.
1520   //   - Of the track IDs from the input dictionaries only one is
1521   //     kept for each input. This works for maximal 3 different merged inputs.
1522   //
1523
1524   // Number of track dictionary arrays
1525   const Int_t kNDict = AliTRDdigitsManager::kNDict;
1526
1527   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
1528   if (!simParam) {
1529     AliFatal("Could not get simulation parameters");
1530     return kFALSE;
1531   }
1532
1533   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1534   if (!calibration) {
1535     AliFatal("Could not get calibration object");
1536     return kFALSE;
1537   }
1538
1539   Int_t iDict = 0;
1540   Int_t jDict = 0;
1541
1542   AliTRDarraySignal     *digitsA;
1543   AliTRDarraySignal     *digitsB;
1544   AliTRDarrayDictionary *dictionaryA[kNDict];
1545   AliTRDarrayDictionary *dictionaryB[kNDict];
1546
1547   AliTRDdigitsManager   *mergeSDigitsManager = 0x0;
1548   // Get the first s-digits
1549   fSDigitsManager = (AliTRDdigitsManager *) fSDigitsManagerList->First();
1550   if (!fSDigitsManager) {
1551     AliError("No SDigits manager");
1552     return kFALSE;
1553   }
1554
1555   // Loop through the other sets of s-digits
1556   mergeSDigitsManager = (AliTRDdigitsManager *) fSDigitsManagerList->After(fSDigitsManager);
1557
1558   if (mergeSDigitsManager) {
1559     AliDebug(1,Form("Merge %d input files.",fSDigitsManagerList->GetSize()));
1560   }
1561   else {
1562     AliDebug(1,"Only one input file.");
1563   }
1564
1565   Int_t iMerge = 0;
1566
1567   while (mergeSDigitsManager) {
1568
1569     iMerge++;
1570
1571     // Loop through the detectors
1572     for (Int_t iDet = 0; iDet < AliTRDgeometry::Ndet(); iDet++) {
1573
1574       Int_t nTimeTotal = fSDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(iDet);
1575       if (mergeSDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(iDet) != nTimeTotal) {
1576         AliError(Form("Mismatch in the number of time bins [%d,%d] in detector %d"
1577                      ,nTimeTotal
1578                      ,mergeSDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(iDet)
1579                      ,iDet));
1580         return kFALSE;
1581       }
1582
1583       Int_t nRowMax = fGeo->GetPadPlane(iDet)->GetNrows();
1584       Int_t nColMax = fGeo->GetPadPlane(iDet)->GetNcols();
1585
1586       // Loop through the pixels of one detector and add the signals
1587       digitsA = (AliTRDarraySignal *) fSDigitsManager->GetSDigits(iDet);
1588       digitsB = (AliTRDarraySignal *) mergeSDigitsManager->GetSDigits(iDet);
1589       digitsA->Expand();
1590       if (!digitsA->HasData()) continue;
1591       digitsB->Expand();
1592       if (!digitsB->HasData()) continue;
1593
1594       for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1595         dictionaryA[iDict] = (AliTRDarrayDictionary *) fSDigitsManager->GetDictionary(iDet,iDict);
1596         dictionaryB[iDict] = (AliTRDarrayDictionary *) mergeSDigitsManager->GetDictionary(iDet,iDict);
1597         dictionaryA[iDict]->Expand();
1598         dictionaryB[iDict]->Expand();
1599       }
1600
1601       // Merge only detectors that contain a signal
1602       Bool_t doMerge = kTRUE;
1603       if (fMergeSignalOnly) {
1604         if (digitsA->GetOverThreshold(0) == 0) {
1605           doMerge = kFALSE;
1606         }
1607       }
1608
1609       if (doMerge) {
1610
1611         AliDebug(1,Form("Merge detector %d of input no.%d",iDet,iMerge+1));
1612
1613         for (Int_t iRow  = 0; iRow  <  nRowMax;   iRow++ ) {
1614           for (Int_t iCol  = 0; iCol  <  nColMax;   iCol++ ) {
1615             for (Int_t iTime = 0; iTime < nTimeTotal; iTime++) {
1616
1617               // Add the amplitudes of the summable digits
1618               Float_t ampA = digitsA->GetData(iRow,iCol,iTime);
1619               Float_t ampB = digitsB->GetData(iRow,iCol,iTime);
1620               ampA += ampB;
1621               digitsA->SetData(iRow,iCol,iTime,ampA);
1622
1623               // Add the mask to the track id if defined.
1624               for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1625                 Int_t trackB = dictionaryB[iDict]->GetData(iRow,iCol,iTime);
1626                 if ((fMasks) && (trackB > 0))  {
1627                   for (jDict = 0; jDict < kNDict; jDict++) {
1628                     Int_t trackA = dictionaryA[iDict]->GetData(iRow,iCol,iTime);
1629                     if (trackA == 0) {
1630                       trackA = trackB + fMasks[iMerge];
1631                       dictionaryA[iDict]->SetData(iRow,iCol,iTime,trackA);
1632                     } // if:  track A == 0
1633                   } // for: jDict
1634                 } // if:  fMasks and trackB > 0
1635               } // for: iDict
1636
1637             } // for: iTime
1638           } // for: iCol
1639         } // for: iRow
1640
1641       } // if:  doMerge
1642
1643       mergeSDigitsManager->RemoveDigits(iDet);
1644       mergeSDigitsManager->RemoveDictionaries(iDet);
1645
1646       if (fCompress) {
1647         digitsA->Compress(0);
1648         for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1649           dictionaryA[iDict]->Compress();
1650         }
1651       }
1652
1653     } // for: detectors
1654
1655     // The next set of s-digits
1656     mergeSDigitsManager = (AliTRDdigitsManager *) fSDigitsManagerList->After(mergeSDigitsManager);
1657
1658   } // while: mergeDigitsManagers
1659
1660   return kTRUE;
1661
1662 }
1663
1664 //_____________________________________________________________________________
1665 Bool_t AliTRDdigitizer::ConvertSDigits()
1666 {
1667   //
1668   // Converts s-digits to normal digits
1669   //
1670
1671   AliTRDarraySignal *digitsIn = 0x0;
1672
1673   if (!fSDigitsManager->HasSDigits()) {
1674     AliError("No s-digits in digits manager");
1675     return kFALSE;
1676   }
1677
1678   // Loop through the detectors
1679   for (Int_t det = 0; det < AliTRDgeometry::Ndet(); det++) {
1680
1681     // Get the merged s-digits (signals)
1682     digitsIn = (AliTRDarraySignal *) fSDigitsManager->GetSDigits(det);
1683     if (!digitsIn->HasData()) {
1684       AliDebug(2,Form("No digits for det=%d",det));
1685       continue;
1686     }
1687
1688     // Convert the merged sdigits to digits
1689     if (!Signal2ADC(det,digitsIn)) {
1690       continue;
1691     }
1692
1693     // Copy the dictionary information to the output array
1694     if (!CopyDictionary(det)) {
1695       continue;
1696     }
1697
1698     // Delete
1699     fSDigitsManager->RemoveDigits(det);
1700     fSDigitsManager->RemoveDictionaries(det);
1701
1702     // Run digital processing
1703     RunDigitalProcessing(det);
1704
1705     // Compress the arrays
1706     CompressOutputArrays(det);
1707
1708   } // for: detector numbers
1709
1710   if (AliDataLoader *trklLoader = AliRunLoader::Instance()->GetLoader("TRDLoader")->GetDataLoader("tracklets")) {
1711     if (trklLoader->Tree())
1712       trklLoader->WriteData("OVERWRITE");
1713   }
1714
1715   // Save the values for the raw data headers
1716   fDigitsManager->GetDigitsParam()->SetNTimeBinsAll(AliTRDSimParam::Instance()->GetNTimeBins());
1717   fDigitsManager->GetDigitsParam()->SetADCbaselineAll(AliTRDSimParam::Instance()->GetADCbaseline());
1718
1719   return kTRUE;
1720
1721 }
1722
1723 //_____________________________________________________________________________
1724 Bool_t AliTRDdigitizer::CopyDictionary(Int_t det)
1725 {
1726   //
1727   // Copies the dictionary information from the s-digits arrays
1728   // to the output arrays
1729   //
1730
1731   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1732   if (!calibration) {
1733     AliFatal("Could not get calibration object");
1734     return kFALSE;
1735   }
1736
1737   AliDebug(1,Form("Start copying dictionaries for detector=%d",det));
1738
1739   const Int_t kNDict = AliTRDdigitsManager::kNDict;
1740   AliTRDarrayDictionary *dictionaryIn[kNDict];
1741   AliTRDarrayDictionary *dictionaryOut[kNDict];
1742
1743   Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1744   Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1745   Int_t nTimeTotal = AliTRDSimParam::Instance()->GetNTimeBins();
1746
1747   Int_t row  = 0;
1748   Int_t col  = 0;
1749   Int_t time = 0;
1750   Int_t dict = 0;
1751
1752   for (dict = 0; dict < kNDict; dict++) {
1753
1754     dictionaryIn[dict]  = (AliTRDarrayDictionary *) fSDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
1755     dictionaryIn[dict]->Expand();
1756     dictionaryOut[dict] = (AliTRDarrayDictionary *) fDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
1757     dictionaryOut[dict]->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1758
1759     for (row = 0; row < nRowMax; row++) {
1760       for (col = 0; col < nColMax; col++) {
1761         for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {
1762           Int_t track = dictionaryIn[dict]->GetData(row,col,time);
1763           dictionaryOut[dict]->SetData(row,col,time,track);
1764         } // for: time
1765       } // for: col
1766     } // for: row
1767
1768   } // for: dictionaries
1769
1770   return kTRUE;
1771
1772 }
1773
1774 //_____________________________________________________________________________
1775 void AliTRDdigitizer::CompressOutputArrays(Int_t det)
1776 {
1777   //
1778   // Compress the output arrays
1779   //
1780
1781   const Int_t kNDict = AliTRDdigitsManager::kNDict;
1782   AliTRDarrayDictionary *dictionary = 0x0;
1783
1784   if (fCompress) {
1785
1786     if (!fSDigits) {
1787       AliTRDarrayADC *digits = 0x0;
1788       digits = (AliTRDarrayADC *) fDigitsManager->GetDigits(det);
1789       digits->Compress();
1790     }
1791
1792     if (fSDigits) {
1793       AliTRDarraySignal *digits = 0x0;
1794       digits = (AliTRDarraySignal *) fDigitsManager->GetSDigits(det);
1795       digits->Compress(0);
1796     }
1797
1798     for (Int_t dict = 0; dict < kNDict; dict++) {
1799       dictionary = (AliTRDarrayDictionary *) fDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
1800       dictionary->Compress();
1801     }
1802
1803   }
1804
1805 }
1806
1807 //_____________________________________________________________________________
1808 Bool_t AliTRDdigitizer::WriteDigits() const
1809 {
1810   //
1811   // Writes out the TRD-digits and the dictionaries
1812   //
1813
1814   // Write parameters
1815   fRunLoader->CdGAFile();
1816
1817   // Store the digits and the dictionary in the tree
1818   return fDigitsManager->WriteDigits();
1819
1820 }
1821
1822 //_____________________________________________________________________________
1823 void AliTRDdigitizer::InitOutput(Int_t iEvent)
1824 {
1825   //
1826   // Initializes the output branches
1827   //
1828
1829   fEvent = iEvent;
1830
1831   if (!fRunLoader) {
1832     AliError("Run Loader is NULL");
1833     return;
1834   }
1835
1836   AliLoader *loader = fRunLoader->GetLoader("TRDLoader");
1837   if (!loader) {
1838     AliError("Can not get TRD loader from Run Loader");
1839     return;
1840   }
1841
1842   TTree *tree = 0;
1843
1844   if (fSDigits) {
1845     // If we produce SDigits
1846     tree = loader->TreeS();
1847     if (!tree) {
1848       loader->MakeTree("S");
1849       tree = loader->TreeS();
1850     }
1851   }
1852   else {
1853     // If we produce Digits
1854     tree = loader->TreeD();
1855     if (!tree) {
1856       loader->MakeTree("D");
1857       tree = loader->TreeD();
1858     }
1859   }
1860   fDigitsManager->SetEvent(iEvent);
1861   fDigitsManager->MakeBranch(tree);
1862
1863 }
1864
1865 //_____________________________________________________________________________
1866 Int_t AliTRDdigitizer::Diffusion(Float_t vdrift, Double_t absdriftlength
1867                                , Double_t &lRow, Double_t &lCol, Double_t &lTime)
1868 {
1869   //
1870   // Applies the diffusion smearing to the position of a single electron.
1871   // Depends on absolute drift length.
1872   //
1873
1874   Float_t diffL = 0.0;
1875   Float_t diffT = 0.0;
1876
1877   if (AliTRDCommonParam::Instance()->GetDiffCoeff(diffL,diffT,vdrift)) {
1878
1879     Float_t driftSqrt = TMath::Sqrt(absdriftlength);
1880     Float_t sigmaT    = driftSqrt * diffT;
1881     Float_t sigmaL    = driftSqrt * diffL;
1882     lRow  = gRandom->Gaus(lRow ,sigmaT);
1883     lCol  = gRandom->Gaus(lCol ,sigmaT * GetLorentzFactor(vdrift));
1884     lTime = gRandom->Gaus(lTime,sigmaL * GetLorentzFactor(vdrift));
1885
1886     return 1;
1887
1888   }
1889   else {
1890
1891     return 0;
1892
1893   }
1894
1895 }
1896
1897 //_____________________________________________________________________________
1898 Float_t AliTRDdigitizer::GetLorentzFactor(Float_t vd)
1899 {
1900   //
1901   // Returns the Lorentz factor
1902   //
1903
1904   Double_t omegaTau      = AliTRDCommonParam::Instance()->GetOmegaTau(vd);
1905   Double_t lorentzFactor = 1.0;
1906   if (AliTRDCommonParam::Instance()->ExBOn()) {
1907     lorentzFactor = 1.0 / (1.0 + omegaTau*omegaTau);
1908   }
1909
1910   return lorentzFactor;
1911
1912 }
1913
1914 //_____________________________________________________________________________
1915 Int_t AliTRDdigitizer::ExB(Float_t vdrift, Double_t driftlength, Double_t &lCol)
1916 {
1917   //
1918   // Applies E x B effects to the position of a single electron.
1919   // Depends on signed drift length.
1920   //
1921
1922   lCol = lCol
1923        + AliTRDCommonParam::Instance()->GetOmegaTau(vdrift)
1924        * driftlength;
1925
1926   return 1;
1927
1928 }
1929
1930 //_____________________________________________________________________________
1931 void AliTRDdigitizer::RunDigitalProcessing(Int_t det)
1932 {
1933   //
1934   // Run the digital processing in the TRAP
1935   //
1936
1937   AliTRDfeeParam *feeParam = AliTRDfeeParam::Instance();
1938
1939   AliTRDarrayADC *digits = fDigitsManager->GetDigits(det);
1940   if (!digits)
1941     return;
1942
1943   //Call the methods in the mcm class using the temporary array as input
1944   for(Int_t rob = 0; rob < digits->GetNrow() / 2; rob++)
1945   {
1946     for(Int_t mcm = 0; mcm < 16; mcm++)
1947     {
1948       fMcmSim->Init(det, rob, mcm);
1949       fMcmSim->SetDataByPad(digits, fDigitsManager);
1950       fMcmSim->Filter();
1951       if (feeParam->GetTracklet()) {
1952         fMcmSim->Tracklet();
1953         fMcmSim->StoreTracklets();
1954       }
1955       fMcmSim->ZSMapping();
1956       fMcmSim->WriteData(digits);
1957     }
1958   }
1959 }
1960