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     delete [] hits;
 633     delete [] nhit;
 634     return kFALSE;
 635   }
 636
 637   // Loop through all detectors
 638   for (Int_t det = 0; det < kNdet; det++) {
 639
 640     // Detectors that are switched off, not installed, etc.
 641     if (( calibration->IsChamberInstalled(det)) &&
 642         (!calibration->IsChamberMasked(det))    &&
 643         ( fGeo->ChamberInGeometry(det))         &&
 644         (nhit[det] > 0)) {
 645
 646       signals = new AliTRDarraySignal();
 647
 648       // Convert the hits of the current detector to detector signals
 649       if (!ConvertHits(det,hits[det],nhit[det],signals)) {
 650         AliError(Form("Conversion of hits failed for detector=%d",det));
 651         delete [] hits;
 652         delete [] nhit;
 653         delete signals;
 654         signals = 0x0;
 655         return kFALSE;
 656       }
 657       // Convert the detector signals to digits or s-digits
 658       if (!ConvertSignals(det,signals)) {
 659         AliError(Form("Conversion of signals failed for detector=%d",det));
 660         delete [] hits;
 661         delete [] nhit;
 662         delete signals;
 663         signals = 0x0;
 664         return kFALSE;
 665       }
 666
 667       // Delete the signals array
 668       delete signals;
 669       signals = 0x0;
 670
 671     } // if: detector status
 672
 673     delete [] hits[det];
 674
 675   } // for: detector
 676
 677   if (!fSDigits) {
 678     if (AliDataLoader *trklLoader = AliRunLoader::Instance()->GetLoader("TRDLoader")->GetDataLoader("tracklets")) {
 679       if (trklLoader->Tree())
 680         trklLoader->WriteData("OVERWRITE");
 681     }
 682   }
 683
 684   delete [] hits;
 685   delete [] nhit;
 686
 687   // Save the values for the raw data headers
 688   fDigitsManager->GetDigitsParam()->SetNTimeBinsAll(AliTRDSimParam::Instance()->GetNTimeBins());
 689   fDigitsManager->GetDigitsParam()->SetADCbaselineAll(AliTRDSimParam::Instance()->GetADCbaseline());
 690
 691   return kTRUE;
 692
 693 }
 694
 695 //_____________________________________________________________________________
 696 Bool_t AliTRDdigitizer::SortHits(Float_t **hits, Int_t *nhit)
 697 {
 698   //
 699   // Read all the hits and sorts them according to detector number
 700   // in the output array <hits>.
 701   //
 702
 703   AliDebug(1,"Start sorting hits");
 704
 705   const Int_t kNdet = AliTRDgeometry::Ndet();
 706   // Size of the hit vector
 707   const Int_t kNhit = 6;
 708
 709   Float_t *xyz      = 0;
 710   Int_t    nhitTrk  = 0;
 711
 712   Int_t   *lhit     = new Int_t[kNdet];
 713
 714   for (Int_t det = 0; det < kNdet; det++) {
 715     lhit[det] = 0;
 716     nhit[det] = 0;
 717     hits[det] = 0;
 718   }
 719
 720   AliLoader *gimme = fRunLoader->GetLoader("TRDLoader");
 721   if (!gimme->TreeH()) {
 722     gimme->LoadHits();
 723   }
 724   TTree *hitTree = gimme->TreeH();
 725   if (hitTree == 0x0) {
 726     AliError("Can not get TreeH");
 727     return kFALSE;
 728   }
 729   fTRD->SetTreeAddress();
 730
 731   // Get the number of entries in the hit tree
 732   // (Number of primary particles creating a hit somewhere)
 733   Int_t nTrk = (Int_t) hitTree->GetEntries();
 734   AliDebug(1,Form("Found %d tracks",nTrk));
 735
 736   // Loop through all the tracks in the tree
 737   for (Int_t iTrk = 0; iTrk < nTrk; iTrk++) {
 738
 739     gAlice->GetMCApp()->ResetHits();
 740     hitTree->GetEvent(iTrk);
 741
 742     if (!fTRD->Hits()) {
 743       AliError(Form("No hits array for track = %d",iTrk));
 744       continue;
 745     }
 746
 747     // Number of hits for this track
 748     nhitTrk = fTRD->Hits()->GetEntriesFast();
 749
 750     Int_t hitCnt = 0;
 751     // Loop through the TRD hits
 752     AliTRDhit *hit = (AliTRDhit *) fTRD->FirstHit(-1);
 753     while (hit) {
 754
 755       hitCnt++;
 756
 757       // Don't analyze test hits
 758       if (((Int_t) hit->GetCharge()) != 0) {
 759
 760         Int_t   trk  = hit->Track();
 761         Int_t   det  = hit->GetDetector();
 762         Int_t   q    = hit->GetCharge();
 763         Float_t x    = hit->X();
 764         Float_t y    = hit->Y();
 765         Float_t z    = hit->Z();
 766         Float_t time = hit->GetTime();
 767
 768         if (nhit[det] == lhit[det]) {
 769           // Inititialization of new detector
 770           xyz        = new Float_t[kNhit*(nhitTrk+lhit[det])];
 771           if (hits[det]) {
 772             memcpy(xyz,hits[det],sizeof(Float_t)*kNhit*lhit[det]);
 773             delete [] hits[det];
 774           }
 775           lhit[det] += nhitTrk;
 776           hits[det]  = xyz;
 777         }
 778         else {
 779           xyz        = hits[det];
 780         }
 781         xyz[nhit[det]*kNhit+0] = x;
 782         xyz[nhit[det]*kNhit+1] = y;
 783         xyz[nhit[det]*kNhit+2] = z;
 784         xyz[nhit[det]*kNhit+3] = q;
 785         xyz[nhit[det]*kNhit+4] = trk;
 786         xyz[nhit[det]*kNhit+5] = time;
 787         nhit[det]++;
 788
 789       } // if: charge != 0
 790
 791       hit = (AliTRDhit *) fTRD->NextHit();
 792
 793     } // for: hits of one track
 794
 795   } // for: tracks
 796
 797   delete [] lhit;
 798
 799   return kTRUE;
 800
 801 }
 802
 803 //_____________________________________________________________________________
 804 Bool_t AliTRDdigitizer::ConvertHits(Int_t det
 805                                   , const Float_t * const hits
 806                                   , Int_t nhit
 807                                   , AliTRDarraySignal *signals)
 808 {
 809   //
 810   // Converts the detectorwise sorted hits to detector signals
 811   //
 812
 813   AliDebug(1,Form("Start converting hits for detector=%d (nhits=%d)",det,nhit));
 814
 815   // Number of pads included in the pad response
 816   const Int_t kNpad      = 3;
 817   // Number of track dictionary arrays
 818   const Int_t kNdict     = AliTRDdigitsManager::kNDict;
 819   // Size of the hit vector
 820   const Int_t kNhit      = 6;
 821
 822   // Width of the amplification region
 823   const Float_t kAmWidth = AliTRDgeometry::AmThick();
 824   // Width of the drift region
 825   const Float_t kDrWidth = AliTRDgeometry::DrThick();
 826   // Drift + amplification region
 827   const Float_t kDrMin   =          - 0.5 * kAmWidth;
 828   const Float_t kDrMax   = kDrWidth + 0.5 * kAmWidth;
 829
 830   Int_t    iPad          = 0;
 831   Int_t    dict          = 0;
 832   Int_t    timeBinTRFend = 1;
 833
 834   Double_t pos[3];
 835   Double_t loc[3];
 836   Double_t padSignal[kNpad];
 837   Double_t signalOld[kNpad];
 838
 839   AliTRDarrayDictionary *dictionary[kNdict];
 840
 841   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
 842   AliTRDCommonParam *commonParam = AliTRDCommonParam::Instance();
 843   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
 844
 845   if (!commonParam) {
 846     AliFatal("Could not get common parameterss");
 847     return kFALSE;
 848   }
 849   if (!simParam) {
 850     AliFatal("Could not get simulation parameters");
 851     return kFALSE;
 852   }
 853   if (!calibration) {
 854     AliFatal("Could not get calibration object");
 855     return kFALSE;
 856   }
 857
 858   // Get the detector wise calibration objects
 859   AliTRDCalROC       *calVdriftROC      = 0;
 860   Float_t             calVdriftDetValue = 0.0;
 861   const AliTRDCalDet *calVdriftDet      = calibration->GetVdriftDet();
 862   AliTRDCalROC       *calT0ROC          = 0;
 863   Float_t             calT0DetValue     = 0.0;
 864   const AliTRDCalDet *calT0Det          = calibration->GetT0Det();
 865
 866   if (simParam->TRFOn()) {
 867     timeBinTRFend = ((Int_t) (simParam->GetTRFhi()
 868                   * commonParam->GetSamplingFrequency())) - 1;
 869   }
 870
 871   Int_t   nTimeTotal   = simParam->GetNTimeBins();
 872   Float_t samplingRate = commonParam->GetSamplingFrequency();
 873   Float_t elAttachProp = simParam->GetElAttachProp() / 100.0;
 874
 875   AliTRDpadPlane *padPlane = fGeo->GetPadPlane(det);
 876   Int_t   layer   = fGeo->GetLayer(det);         //update
 877   Float_t row0    = padPlane->GetRow0ROC();
 878   Int_t   nRowMax = padPlane->GetNrows();
 879   Int_t   nColMax = padPlane->GetNcols();
 880
 881   // Create a new array for the signals
 882   signals->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
 883
 884   // Create a new array for the dictionary
 885   for (dict = 0; dict < kNdict; dict++) {
 886     dictionary[dict] = (AliTRDarrayDictionary *) fDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
 887     dictionary[dict]->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
 888   }
 889
 890   // Loop through the hits in this detector
 891   for (Int_t hit = 0; hit < nhit; hit++) {
 892
 893     pos[0]          = hits[hit*kNhit+0];
 894     pos[1]          = hits[hit*kNhit+1];
 895     pos[2]          = hits[hit*kNhit+2];
 896     Float_t q       = hits[hit*kNhit+3];
 897     Float_t hittime = hits[hit*kNhit+5];
 898     Int_t   track   = ((Int_t) hits[hit*kNhit+4]);
 899
 900     Int_t   inDrift = 1;
 901
 902     // Find the current volume with the geo manager
 903     gGeoManager->SetCurrentPoint(pos);
 904     gGeoManager->FindNode();
 905     if (strstr(gGeoManager->GetPath(),"/UK")) {
 906       inDrift = 0;
 907     }
 908
 909     // Get the calibration objects
 910     calVdriftROC      = calibration->GetVdriftROC(det);
 911     calVdriftDetValue = calVdriftDet->GetValue(det);
 912     calT0ROC          = calibration->GetT0ROC(det);
 913     calT0DetValue     = calT0Det->GetValue(det);
 914
 915     // Go to the local coordinate system:
 916     // loc[0] - col  direction in amplification or driftvolume
 917     // loc[1] - row  direction in amplification or driftvolume
 918     // loc[2] - time direction in amplification or driftvolume
 919     gGeoManager->MasterToLocal(pos,loc);
 920     if (inDrift) {
 921       // Relative to middle of amplification region
 922       loc[2] = loc[2] - kDrWidth/2.0 - kAmWidth/2.0;
 923     }
 924
 925     // The driftlength [cm] (w/o diffusion yet !).
 926     // It is negative if the hit is between pad plane and anode wires.
 927     Double_t driftlength = -1.0 * loc[2];
 928
 929     // Stupid patch to take care of TR photons that are absorbed
 930     // outside the chamber volume. A real fix would actually need
 931     // a more clever implementation of the TR hit generation
 932     if (q < 0.0) {
 933       if ((loc[1] < padPlane->GetRowEndROC()) ||
 934           (loc[1] > padPlane->GetRow0ROC())) {
 935         continue;
 936       }
 937       if ((driftlength < kDrMin) ||
 938           (driftlength > kDrMax)) {
 939         continue;
 940       }
 941     }
 942
 943     // Get row and col of unsmeared electron to retrieve drift velocity
 944     // The pad row (z-direction)
 945     Int_t    rowE         = padPlane->GetPadRowNumberROC(loc[1]);
 946     if (rowE < 0) {
 947       continue;
 948     }
 949     Double_t rowOffset    = padPlane->GetPadRowOffsetROC(rowE,loc[1]);
 950     // The pad column (rphi-direction)
 951     Double_t offsetTilt   = padPlane->GetTiltOffset(rowOffset);
 952     Int_t    colE         = padPlane->GetPadColNumber(loc[0]+offsetTilt);
 953     if (colE < 0) {
 954       continue;
 955     }
 956     Double_t colOffset    = 0.0;
 957
 958     // Normalized drift length
 959     Float_t  driftvelocity  = calVdriftDetValue * calVdriftROC->GetValue(colE,rowE);
 960     Double_t absdriftlength = TMath::Abs(driftlength);
 961     if (commonParam->ExBOn()) {
 962       absdriftlength /= TMath::Sqrt(GetLorentzFactor(driftvelocity));
 963     }
 964
 965     // Loop over all electrons of this hit
 966     // TR photons produce hits with negative charge
 967     Int_t nEl = ((Int_t) TMath::Abs(q));
 968     for (Int_t iEl = 0; iEl < nEl; iEl++) {
 969
 970       // Now the real local coordinate system of the ROC
 971       // column direction: locC
 972       // row direction:    locR
 973       // time direction:   locT
 974       // locR and locC are identical to the coordinates of the corresponding
 975       // volumina of the drift or amplification region.
 976       // locT is defined relative to the wire plane (i.e. middle of amplification
 977       // region), meaning locT = 0, and is negative for hits coming from the
 978       // drift region.
 979       Double_t locC = loc[0];
 980       Double_t locR = loc[1];
 981       Double_t locT = loc[2];
 982
 983       // Electron attachment
 984       if (simParam->ElAttachOn()) {
 985         if (gRandom->Rndm() < (absdriftlength * elAttachProp)) {
 986           continue;
 987         }
 988       }
 989
 990       // Apply the diffusion smearing
 991       if (simParam->DiffusionOn()) {
 992         if (!(Diffusion(driftvelocity,absdriftlength,locR,locC,locT))) {
 993           continue;
 994         }
 995       }
 996
 997       // Apply E x B effects (depends on drift direction)
 998       if (commonParam->ExBOn()) {
 999         if (!(ExB(driftvelocity,driftlength,locC))) {
1000           continue;
1001         }
1002       }
1003
1004       // The electron position after diffusion and ExB in pad coordinates.
1005       // The pad row (z-direction)
1006       rowE       = padPlane->GetPadRowNumberROC(locR);
1007       if (rowE < 0) continue;
1008       rowOffset  = padPlane->GetPadRowOffsetROC(rowE,locR);
1009
1010       // The pad column (rphi-direction)
1011       offsetTilt = padPlane->GetTiltOffset(rowOffset);
1012       colE       = padPlane->GetPadColNumber(locC+offsetTilt);
1013       if (colE < 0) continue;
1014       colOffset  = padPlane->GetPadColOffset(colE,locC+offsetTilt);
1015
1016       // Also re-retrieve drift velocity because col and row may have changed
1017       driftvelocity = calVdriftDetValue * calVdriftROC->GetValue(colE,rowE);
1018       Float_t t0    = calT0DetValue     + calT0ROC->GetValue(colE,rowE);
1019
1020       // Convert the position to drift time [mus], using either constant drift velocity or
1021       // time structure of drift cells (non-isochronity, GARFIELD calculation).
1022       // Also add absolute time of hits to take pile-up events into account properly
1023       Double_t drifttime;
1024       if (simParam->TimeStructOn()) {
1025         // Get z-position with respect to anode wire
1026         Double_t zz  =  row0 - locR + padPlane->GetAnodeWireOffset();
1027         zz -= ((Int_t)(2 * zz)) / 2.0;
1028         if (zz > 0.25) {
1029           zz  = 0.5 - zz;
1030         }
1031         // Use drift time map (GARFIELD)
1032         drifttime = commonParam->TimeStruct(driftvelocity,0.5*kAmWidth-1.0*locT,zz)
1033                   + hittime;
1034       }
1035       else {
1036         // Use constant drift velocity
1037         drifttime = TMath::Abs(locT) / driftvelocity
1038                   + hittime;
1039       }
1040
1041       // Apply the gas gain including fluctuations
1042       Double_t ggRndm = 0.0;
1043       do {
1044         ggRndm = gRandom->Rndm();
1045       } while (ggRndm <= 0);
1046       Double_t signal = -(simParam->GetGasGain()) * TMath::Log(ggRndm);
1047
1048       // Apply the pad response
1049       if (simParam->PRFOn()) {
1050         // The distance of the electron to the center of the pad
1051         // in units of pad width
1052         Double_t dist = (colOffset - 0.5*padPlane->GetColSize(colE))
1053                       / padPlane->GetColSize(colE);
1054         // This is a fixed parametrization, i.e. not dependent on
1055         // calibration values !
1056         if (!(calibration->PadResponse(signal,dist,layer,padSignal))) continue;
1057       }
1058       else {
1059         padSignal[0] = 0.0;
1060         padSignal[1] = signal;
1061         padSignal[2] = 0.0;
1062       }
1063
1064       // The time bin (always positive), with t0 distortion
1065       Double_t timeBinIdeal = drifttime * samplingRate + t0;
1066       // Protection
1067       if (TMath::Abs(timeBinIdeal) > 2*nTimeTotal) {
1068         timeBinIdeal = 2 * nTimeTotal;
1069       }
1070       Int_t    timeBinTruncated = ((Int_t) timeBinIdeal);
1071       // The distance of the position to the middle of the timebin
1072       Double_t timeOffset       = ((Float_t) timeBinTruncated
1073                                 + 0.5 - timeBinIdeal) / samplingRate;
1074
1075       // Sample the time response inside the drift region
1076       // + additional time bins before and after.
1077       // The sampling is done always in the middle of the time bin
1078       for (Int_t iTimeBin = TMath::Max(timeBinTruncated,0)
1079           ;iTimeBin < TMath::Min(timeBinTruncated+timeBinTRFend,nTimeTotal)
1080           ;iTimeBin++) {
1081
1082         // Apply the time response
1083         Double_t timeResponse = 1.0;
1084         Double_t crossTalk    = 0.0;
1085         Double_t time         = (iTimeBin - timeBinTruncated) / samplingRate + timeOffset;
1086
1087         if (simParam->TRFOn()) {
1088           timeResponse = simParam->TimeResponse(time);
1089         }
1090         if (simParam->CTOn()) {
1091           crossTalk    = simParam->CrossTalk(time);
1092         }
1093
1094         signalOld[0] = 0.0;
1095         signalOld[1] = 0.0;
1096         signalOld[2] = 0.0;
1097
1098         for (iPad = 0; iPad < kNpad; iPad++) {
1099
1100           Int_t colPos = colE + iPad - 1;
1101           if (colPos <        0) continue;
1102           if (colPos >= nColMax) break;
1103
1104           // Add the signals
1105           signalOld[iPad] = signals->GetData(rowE,colPos,iTimeBin);
1106
1107           if (colPos != colE) {
1108             // Cross talk added to non-central pads
1109             signalOld[iPad] += padSignal[iPad]
1110                              * (timeResponse + crossTalk);
1111           }
1112           else {
1113             // W/o cross talk at central pad
1114             signalOld[iPad] += padSignal[iPad]
1115                              * timeResponse;
1116           }
1117
1118           signals->SetData(rowE,colPos,iTimeBin,signalOld[iPad]);
1119
1120           // Store the track index in the dictionary
1121           // Note: We store index+1 in order to allow the array to be compressed
1122           // Note2: Taking out the +1 in track
1123           if (signalOld[iPad] > 0.0) {
1124             for (dict = 0; dict < kNdict; dict++) {
1125               Int_t oldTrack = dictionary[dict]->GetData(rowE,colPos,iTimeBin);
1126               if (oldTrack == track) break;
1127               if (oldTrack ==  -1 ) {
1128                 dictionary[dict]->SetData(rowE,colPos,iTimeBin,track);
1129                 break;
1130               }
1131             }
1132           }
1133
1134         } // Loop: pads
1135
1136       } // Loop: time bins
1137
1138     } // Loop: electrons of a single hit
1139
1140   } // Loop: hits
1141
1142   AliDebug(2,Form("Finished analyzing %d hits",nhit));
1143
1144   return kTRUE;
1145
1146 }
1147
1148 //_____________________________________________________________________________
1149 Bool_t AliTRDdigitizer::ConvertSignals(Int_t det, AliTRDarraySignal *signals)
1150 {
1151   //
1152   // Convert signals to digits
1153   //
1154
1155   AliDebug(1,Form("Start converting the signals for detector %d",det));
1156
1157   if (fSDigits) {
1158     // Convert the signal array to s-digits
1159     if (!Signal2SDigits(det,signals)) {
1160       return kFALSE;
1161     }
1162   }
1163   else {
1164     // Convert the signal array to digits
1165     if (!Signal2ADC(det,signals)) {
1166       return kFALSE;
1167     }
1168     // Run digital processing for digits
1169     RunDigitalProcessing(det);
1170   }
1171
1172   // Compress the arrays
1173   CompressOutputArrays(det);
1174
1175   return kTRUE;
1176
1177 }
1178
1179 //_____________________________________________________________________________
1180 Bool_t AliTRDdigitizer::Signal2ADC(Int_t det, AliTRDarraySignal *signals)
1181 {
1182   //
1183   // Converts the sampled electron signals to ADC values for a given chamber
1184   //
1185
1186   AliDebug(1,Form("Start converting signals to ADC values for detector=%d",det));
1187
1188   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1189   if (!calibration) {
1190     AliFatal("Could not get calibration object");
1191     return kFALSE;
1192   }
1193
1194   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
1195   if (!simParam) {
1196     AliFatal("Could not get simulation parameters");
1197     return kFALSE;
1198   }
1199
1200   // Converts number of electrons to fC
1201   const Double_t kEl2fC = 1.602e-19 * 1.0e15;
1202
1203   // Coupling factor
1204   Double_t coupling     = simParam->GetPadCoupling()
1205                         * simParam->GetTimeCoupling();
1206   // Electronics conversion factor
1207   Double_t convert      = kEl2fC
1208                         * simParam->GetChipGain();
1209   // ADC conversion factor
1210   Double_t adcConvert   = simParam->GetADCoutRange()
1211                         / simParam->GetADCinRange();
1212   // The electronics baseline in mV
1213   Double_t baseline     = simParam->GetADCbaseline()
1214                         / adcConvert;
1215   // The electronics baseline in electrons
1216   Double_t baselineEl   = baseline
1217                         / convert;
1218
1219   Int_t row  = 0;
1220   Int_t col  = 0;
1221   Int_t time = 0;
1222
1223   Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1224   Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1225   Int_t nTimeTotal = simParam->GetNTimeBins();
1226
1227   // The gainfactor calibration objects
1228   const AliTRDCalDet *calGainFactorDet      = calibration->GetGainFactorDet();
1229   AliTRDCalROC       *calGainFactorROC      = 0;
1230   Float_t             calGainFactorDetValue = 0.0;
1231
1232   AliTRDarrayADC     *digits = 0x0;
1233
1234   if (!signals) {
1235     AliError(Form("Signals array for detector %d does not exist\n",det));
1236     return kFALSE;
1237   }
1238   if (signals->HasData()) {
1239     // Expand the container if neccessary
1240     signals->Expand();
1241   }
1242   else {
1243     // Create missing containers
1244     signals->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1245   }
1246
1247   // Get the container for the digits of this detector
1248   if (fDigitsManager->HasSDigits()) {
1249     AliError("Digits manager has s-digits");
1250     return kFALSE;
1251   }
1252
1253   digits = (AliTRDarrayADC *) fDigitsManager->GetDigits(det);
1254   // Allocate memory space for the digits buffer
1255   if (!digits->HasData()) {
1256     digits->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1257   }
1258
1259   // Get the calibration objects
1260   calGainFactorROC      = calibration->GetGainFactorROC(det);
1261   calGainFactorDetValue = calGainFactorDet->GetValue(det);
1262
1263   // Create the digits for this chamber
1264   for (row  = 0; row  <  nRowMax; row++ ) {
1265     for (col  = 0; col  <  nColMax; col++ ) {
1266
1267       // Check whether pad is masked
1268       // Bridged pads are not considered yet!!!
1269       if (calibration->IsPadMasked(det,col,row) || calibration->IsPadNotConnected(det,col,row)) {
1270         continue;
1271       }
1272
1273       // The gain factors
1274       Float_t padgain = calGainFactorDetValue
1275                       * calGainFactorROC->GetValue(col,row);
1276       if (padgain <= 0) {
1277         AliError(Form("Not a valid gain %f, %d %d %d",padgain,det,col,row));
1278       }
1279
1280       for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {
1281
1282         // Get the signal amplitude
1283         Float_t signalAmp = signals->GetData(row,col,time);
1284         // Pad and time coupling
1285         signalAmp *= coupling;
1286         // Gain factors
1287         signalAmp *= padgain;
1288
1289         // Add the noise, starting from minus ADC baseline in electrons
1290         signalAmp  = TMath::Max((Double_t) gRandom->Gaus(signalAmp,simParam->GetNoise())
1291                                ,-baselineEl);
1292
1293         // Convert to mV
1294         signalAmp *= convert;
1295         // Add ADC baseline in mV
1296         signalAmp += baseline;
1297
1298         // Convert to ADC counts. Set the overflow-bit fADCoutRange if the
1299         // signal is larger than fADCinRange
1300         Short_t adc  = 0;
1301         if (signalAmp >= simParam->GetADCinRange()) {
1302           adc = ((Short_t) simParam->GetADCoutRange());
1303         }
1304         else {
1305           adc = TMath::Nint(signalAmp * adcConvert);
1306         }
1307
1308         // Saving all digits
1309         digits->SetData(row,col,time,adc);
1310
1311       } // for: time
1312
1313     } // for: col
1314   } // for: row
1315
1316   return kTRUE;
1317
1318 }
1319
1320 //_____________________________________________________________________________
1321 Bool_t AliTRDdigitizer::Signal2SDigits(Int_t det, AliTRDarraySignal *signals)
1322 {
1323   //
1324   // Converts the sampled electron signals to s-digits
1325   //
1326
1327   AliDebug(1,Form("Start converting signals to s-digits for detector=%d",det));
1328
1329   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1330   if (!calibration) {
1331     AliFatal("Could not get calibration object");
1332     return kFALSE;
1333   }
1334
1335   Int_t row  = 0;
1336   Int_t col  = 0;
1337   Int_t time = 0;
1338
1339   Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1340   Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1341   Int_t nTimeTotal = AliTRDSimParam::Instance()->GetNTimeBins();
1342
1343   // Get the container for the digits of this detector
1344
1345   if (!fDigitsManager->HasSDigits()) {
1346     AliError("Digits manager has no s-digits");
1347     return kFALSE;
1348   }
1349
1350   AliTRDarraySignal *digits = (AliTRDarraySignal *) fDigitsManager->GetSDigits(det);
1351   // Allocate memory space for the digits buffer
1352   if (!digits->HasData()) {
1353     digits->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1354   }
1355
1356   // Create the sdigits for this chamber
1357   for (row  = 0; row  <  nRowMax; row++ ) {
1358     for (col  = 0; col  <  nColMax; col++ ) {
1359       for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {
1360         digits->SetData(row,col,time,signals->GetData(row,col,time));
1361       } // for: time
1362     } // for: col
1363   } // for: row
1364
1365   return kTRUE;
1366
1367 }
1368
1369 //_____________________________________________________________________________
1370 Bool_t AliTRDdigitizer::Digits2SDigits(AliTRDdigitsManager * const manDig
1371                                      , AliTRDdigitsManager * const manSDig)
1372 {
1373   //
1374   // Converts digits into s-digits. Needed for embedding into real data.
1375   //
1376
1377   AliDebug(1,"Start converting digits to s-digits");
1378
1379   if (!fGeo) {
1380     fGeo = new AliTRDgeometry();
1381   }
1382
1383   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1384   if (!calibration) {
1385     AliFatal("Could not get calibration object");
1386     return kFALSE;
1387   }
1388
1389   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
1390   if (!simParam) {
1391     AliFatal("Could not get simulation parameters");
1392     return kFALSE;
1393   }
1394
1395   // Converts number of electrons to fC
1396   const Double_t kEl2fC = 1.602e-19 * 1.0e15;
1397
1398   // Coupling factor
1399   Double_t coupling     = simParam->GetPadCoupling()
1400                         * simParam->GetTimeCoupling();
1401   // Electronics conversion factor
1402   Double_t convert      = kEl2fC
1403                         * simParam->GetChipGain();
1404   // ADC conversion factor
1405   Double_t adcConvert   = simParam->GetADCoutRange()
1406                         / simParam->GetADCinRange();
1407   // The electronics baseline in mV
1408   Double_t baseline     = simParam->GetADCbaseline()
1409                         / adcConvert;
1410   // The electronics baseline in electrons
1411   //Double_t baselineEl   = baseline
1412   //                      / convert;
1413
1414   // The gainfactor calibration objects
1415   //const AliTRDCalDet *calGainFactorDet      = calibration->GetGainFactorDet();
1416   //AliTRDCalROC       *calGainFactorROC      = 0;
1417   //Float_t             calGainFactorDetValue = 0.0;
1418
1419   Int_t row  = 0;
1420   Int_t col  = 0;
1421   Int_t time = 0;
1422
1423   for (Int_t det = 0; det < AliTRDgeometry::Ndet(); det++) {
1424
1425     Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1426     Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1427     Int_t nTimeTotal = manDig->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(det);
1428
1429     // Get the calibration objects
1430     //calGainFactorROC      = calibration->GetGainFactorROC(det);
1431     //calGainFactorDetValue = calGainFactorDet->GetValue(det);
1432
1433     // Get the digits
1434     AliTRDarrayADC *digits = (AliTRDarrayADC *) manDig->GetDigits(det);
1435
1436     if (!manSDig->HasSDigits()) {
1437       AliError("SDigits manager has no s-digits");
1438       return kFALSE;
1439     }
1440     // Get the s-digits
1441     AliTRDarraySignal     *sdigits = (AliTRDarraySignal *)     manSDig->GetSDigits(det);
1442     AliTRDarrayDictionary *tracks0 = (AliTRDarrayDictionary *) manSDig->GetDictionary(det,0);
1443     AliTRDarrayDictionary *tracks1 = (AliTRDarrayDictionary *) manSDig->GetDictionary(det,1);
1444     AliTRDarrayDictionary *tracks2 = (AliTRDarrayDictionary *) manSDig->GetDictionary(det,2);
1445     // Allocate memory space for the digits buffer
1446     sdigits->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1447     tracks0->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1448     tracks1->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1449     tracks2->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1450
1451     // Keep the digits param
1452     manSDig->GetDigitsParam()->SetNTimeBinsAll(manDig->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(0));
1453     manSDig->GetDigitsParam()->SetADCbaselineAll(manDig->GetDigitsParam()->GetADCbaseline(0));
1454
1455     if (digits->HasData()) {
1456
1457       digits->Expand();
1458
1459       // Create the sdigits for this chamber
1460       for (row  = 0; row  <  nRowMax; row++ ) {
1461         for (col  = 0; col  <  nColMax; col++ ) {
1462
1463           // The gain factors
1464           //Float_t padgain = calGainFactorDetValue
1465           //                * calGainFactorROC->GetValue(col,row);
1466
1467           for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {
1468
1469             Short_t  adcVal = digits->GetData(row,col,time);
1470             Double_t signal = (Double_t) adcVal;
1471             // ADC -> signal in mV
1472             signal /= adcConvert;
1473             // Subtract baseline in mV
1474             signal -= baseline;
1475             // Signal in mV -> signal in #electrons
1476             signal /= convert;
1477             // Gain factor
1478             //signal /= padgain; // Not needed for real data
1479             // Pad and time coupling
1480             signal /= coupling;
1481
1482             sdigits->SetData(row,col,time,signal);
1483             tracks0->SetData(row,col,time,0);
1484             tracks1->SetData(row,col,time,0);
1485             tracks2->SetData(row,col,time,0);
1486
1487           } // for: time
1488
1489         } // for: col
1490       } // for: row
1491
1492     } // if: has data
1493
1494     sdigits->Compress(0);
1495     tracks0->Compress();
1496     tracks1->Compress();
1497     tracks2->Compress();
1498
1499     // No compress just remove
1500     manDig->RemoveDigits(det);
1501     manDig->RemoveDictionaries(det);
1502
1503   } // for: det
1504
1505   return kTRUE;
1506
1507 }
1508
1509 //_____________________________________________________________________________
1510 Bool_t AliTRDdigitizer::SDigits2Digits()
1511 {
1512   //
1513   // Merges the input s-digits and converts them to normal digits
1514   //
1515
1516   if (!MergeSDigits()) {
1517     return kFALSE;
1518   }
1519
1520   return ConvertSDigits();
1521
1522 }
1523
1524 //_____________________________________________________________________________
1525 Bool_t AliTRDdigitizer::MergeSDigits()
1526 {
1527   //
1528   // Merges the input s-digits:
1529   //   - The amplitude of the different inputs are summed up.
1530   //   - Of the track IDs from the input dictionaries only one is
1531   //     kept for each input. This works for maximal 3 different merged inputs.
1532   //
1533
1534   // Number of track dictionary arrays
1535   const Int_t kNDict = AliTRDdigitsManager::kNDict;
1536
1537   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
1538   if (!simParam) {
1539     AliFatal("Could not get simulation parameters");
1540     return kFALSE;
1541   }
1542
1543   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1544   if (!calibration) {
1545     AliFatal("Could not get calibration object");
1546     return kFALSE;
1547   }
1548
1549   Int_t iDict = 0;
1550   Int_t jDict = 0;
1551
1552   AliTRDarraySignal     *digitsA;
1553   AliTRDarraySignal     *digitsB;
1554   AliTRDarrayDictionary *dictionaryA[kNDict];
1555   AliTRDarrayDictionary *dictionaryB[kNDict];
1556
1557   AliTRDdigitsManager   *mergeSDigitsManager = 0x0;
1558   // Get the first s-digits
1559   fSDigitsManager = (AliTRDdigitsManager *) fSDigitsManagerList->First();
1560   if (!fSDigitsManager) {
1561     AliError("No SDigits manager");
1562     return kFALSE;
1563   }
1564
1565   // Loop through the other sets of s-digits
1566   mergeSDigitsManager = (AliTRDdigitsManager *) fSDigitsManagerList->After(fSDigitsManager);
1567
1568   if (mergeSDigitsManager) {
1569     AliDebug(1,Form("Merge %d input files.",fSDigitsManagerList->GetSize()));
1570   }
1571   else {
1572     AliDebug(1,"Only one input file.");
1573   }
1574
1575   Int_t iMerge = 0;
1576
1577   while (mergeSDigitsManager) {
1578
1579     iMerge++;
1580
1581     // Loop through the detectors
1582     for (Int_t iDet = 0; iDet < AliTRDgeometry::Ndet(); iDet++) {
1583
1584       Int_t nTimeTotal = fSDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(iDet);
1585       if (mergeSDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(iDet) != nTimeTotal) {
1586         AliError(Form("Mismatch in the number of time bins [%d,%d] in detector %d"
1587                      ,nTimeTotal
1588                      ,mergeSDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(iDet)
1589                      ,iDet));
1590         return kFALSE;
1591       }
1592
1593       Int_t nRowMax = fGeo->GetPadPlane(iDet)->GetNrows();
1594       Int_t nColMax = fGeo->GetPadPlane(iDet)->GetNcols();
1595
1596       // Loop through the pixels of one detector and add the signals
1597       digitsA = (AliTRDarraySignal *) fSDigitsManager->GetSDigits(iDet);
1598       digitsB = (AliTRDarraySignal *) mergeSDigitsManager->GetSDigits(iDet);
1599       digitsA->Expand();
1600       if (!digitsA->HasData()) continue;
1601       digitsB->Expand();
1602       if (!digitsB->HasData()) continue;
1603
1604       for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1605         dictionaryA[iDict] = (AliTRDarrayDictionary *) fSDigitsManager->GetDictionary(iDet,iDict);
1606         dictionaryB[iDict] = (AliTRDarrayDictionary *) mergeSDigitsManager->GetDictionary(iDet,iDict);
1607         dictionaryA[iDict]->Expand();
1608         dictionaryB[iDict]->Expand();
1609       }
1610
1611       // Merge only detectors that contain a signal
1612       Bool_t doMerge = kTRUE;
1613       if (fMergeSignalOnly) {
1614         if (digitsA->GetOverThreshold(0) == 0) {
1615           doMerge = kFALSE;
1616         }
1617       }
1618
1619       if (doMerge) {
1620
1621         AliDebug(1,Form("Merge detector %d of input no.%d",iDet,iMerge+1));
1622
1623         for (Int_t iRow  = 0; iRow  <  nRowMax;   iRow++ ) {
1624           for (Int_t iCol  = 0; iCol  <  nColMax;   iCol++ ) {
1625             for (Int_t iTime = 0; iTime < nTimeTotal; iTime++) {
1626
1627               // Add the amplitudes of the summable digits
1628               Float_t ampA = digitsA->GetData(iRow,iCol,iTime);
1629               Float_t ampB = digitsB->GetData(iRow,iCol,iTime);
1630               ampA += ampB;
1631               digitsA->SetData(iRow,iCol,iTime,ampA);
1632
1633               // Add the mask to the track id if defined.
1634               for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1635                 Int_t trackB = dictionaryB[iDict]->GetData(iRow,iCol,iTime);
1636                 if ((fMasks) && (trackB > 0))  {
1637                   for (jDict = 0; jDict < kNDict; jDict++) {
1638                     Int_t trackA = dictionaryA[iDict]->GetData(iRow,iCol,iTime);
1639                     if (trackA == 0) {
1640                       trackA = trackB + fMasks[iMerge];
1641                       dictionaryA[iDict]->SetData(iRow,iCol,iTime,trackA);
1642                     } // if:  track A == 0
1643                   } // for: jDict
1644                 } // if:  fMasks and trackB > 0
1645               } // for: iDict
1646
1647             } // for: iTime
1648           } // for: iCol
1649         } // for: iRow
1650
1651       } // if:  doMerge
1652
1653       mergeSDigitsManager->RemoveDigits(iDet);
1654       mergeSDigitsManager->RemoveDictionaries(iDet);
1655
1656       if (fCompress) {
1657         digitsA->Compress(0);
1658         for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1659           dictionaryA[iDict]->Compress();
1660         }
1661       }
1662
1663     } // for: detectors
1664
1665     // The next set of s-digits
1666     mergeSDigitsManager = (AliTRDdigitsManager *) fSDigitsManagerList->After(mergeSDigitsManager);
1667
1668   } // while: mergeDigitsManagers
1669
1670   return kTRUE;
1671
1672 }
1673
1674 //_____________________________________________________________________________
1675 Bool_t AliTRDdigitizer::ConvertSDigits()
1676 {
1677   //
1678   // Converts s-digits to normal digits
1679   //
1680
1681   AliTRDarraySignal *digitsIn = 0x0;
1682
1683   if (!fSDigitsManager->HasSDigits()) {
1684     AliError("No s-digits in digits manager");
1685     return kFALSE;
1686   }
1687
1688   // Loop through the detectors
1689   for (Int_t det = 0; det < AliTRDgeometry::Ndet(); det++) {
1690
1691     // Get the merged s-digits (signals)
1692     digitsIn = (AliTRDarraySignal *) fSDigitsManager->GetSDigits(det);
1693     if (!digitsIn->HasData()) {
1694       AliDebug(2,Form("No digits for det=%d",det));
1695       continue;
1696     }
1697
1698     // Convert the merged sdigits to digits
1699     if (!Signal2ADC(det,digitsIn)) {
1700       continue;
1701     }
1702
1703     // Copy the dictionary information to the output array
1704     if (!CopyDictionary(det)) {
1705       continue;
1706     }
1707
1708     // Delete
1709     fSDigitsManager->RemoveDigits(det);
1710     fSDigitsManager->RemoveDictionaries(det);
1711
1712     // Run digital processing
1713     RunDigitalProcessing(det);
1714
1715     // Compress the arrays
1716     CompressOutputArrays(det);
1717
1718   } // for: detector numbers
1719
1720   if (AliDataLoader *trklLoader = AliRunLoader::Instance()->GetLoader("TRDLoader")->GetDataLoader("tracklets")) {
1721     if (trklLoader->Tree())
1722       trklLoader->WriteData("OVERWRITE");
1723   }
1724
1725   // Save the values for the raw data headers
1726   fDigitsManager->GetDigitsParam()->SetNTimeBinsAll(AliTRDSimParam::Instance()->GetNTimeBins());
1727   fDigitsManager->GetDigitsParam()->SetADCbaselineAll(AliTRDSimParam::Instance()->GetADCbaseline());
1728
1729   return kTRUE;
1730
1731 }
1732
1733 //_____________________________________________________________________________
1734 Bool_t AliTRDdigitizer::CopyDictionary(Int_t det)
1735 {
1736   //
1737   // Copies the dictionary information from the s-digits arrays
1738   // to the output arrays
1739   //
1740
1741   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1742   if (!calibration) {
1743     AliFatal("Could not get calibration object");
1744     return kFALSE;
1745   }
1746
1747   AliDebug(1,Form("Start copying dictionaries for detector=%d",det));
1748
1749   const Int_t kNDict = AliTRDdigitsManager::kNDict;
1750   AliTRDarrayDictionary *dictionaryIn[kNDict];
1751   AliTRDarrayDictionary *dictionaryOut[kNDict];
1752
1753   Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1754   Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1755   Int_t nTimeTotal = AliTRDSimParam::Instance()->GetNTimeBins();
1756
1757   Int_t row  = 0;
1758   Int_t col  = 0;
1759   Int_t time = 0;
1760   Int_t dict = 0;
1761
1762   for (dict = 0; dict < kNDict; dict++) {
1763
1764     dictionaryIn[dict]  = (AliTRDarrayDictionary *) fSDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
1765     dictionaryIn[dict]->Expand();
1766     dictionaryOut[dict] = (AliTRDarrayDictionary *) fDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
1767     dictionaryOut[dict]->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1768
1769     for (row = 0; row < nRowMax; row++) {
1770       for (col = 0; col < nColMax; col++) {
1771         for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {
1772           Int_t track = dictionaryIn[dict]->GetData(row,col,time);
1773           dictionaryOut[dict]->SetData(row,col,time,track);
1774         } // for: time
1775       } // for: col
1776     } // for: row
1777
1778   } // for: dictionaries
1779
1780   return kTRUE;
1781
1782 }
1783
1784 //_____________________________________________________________________________
1785 void AliTRDdigitizer::CompressOutputArrays(Int_t det)
1786 {
1787   //
1788   // Compress the output arrays
1789   //
1790
1791   const Int_t kNDict = AliTRDdigitsManager::kNDict;
1792   AliTRDarrayDictionary *dictionary = 0x0;
1793
1794   if (fCompress) {
1795
1796     if (!fSDigits) {
1797       AliTRDarrayADC *digits = 0x0;
1798       digits = (AliTRDarrayADC *) fDigitsManager->GetDigits(det);
1799       digits->Compress();
1800     }
1801
1802     if (fSDigits) {
1803       AliTRDarraySignal *digits = 0x0;
1804       digits = (AliTRDarraySignal *) fDigitsManager->GetSDigits(det);
1805       digits->Compress(0);
1806     }
1807
1808     for (Int_t dict = 0; dict < kNDict; dict++) {
1809       dictionary = (AliTRDarrayDictionary *) fDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
1810       dictionary->Compress();
1811     }
1812
1813   }
1814
1815 }
1816
1817 //_____________________________________________________________________________
1818 Bool_t AliTRDdigitizer::WriteDigits() const
1819 {
1820   //
1821   // Writes out the TRD-digits and the dictionaries
1822   //
1823
1824   // Write parameters
1825   fRunLoader->CdGAFile();
1826
1827   // Store the digits and the dictionary in the tree
1828   return fDigitsManager->WriteDigits();
1829
1830 }
1831
1832 //_____________________________________________________________________________
1833 void AliTRDdigitizer::InitOutput(Int_t iEvent)
1834 {
1835   //
1836   // Initializes the output branches
1837   //
1838
1839   fEvent = iEvent;
1840
1841   if (!fRunLoader) {
1842     AliError("Run Loader is NULL");
1843     return;
1844   }
1845
1846   AliLoader *loader = fRunLoader->GetLoader("TRDLoader");
1847   if (!loader) {
1848     AliError("Can not get TRD loader from Run Loader");
1849     return;
1850   }
1851
1852   TTree *tree = 0;
1853
1854   if (fSDigits) {
1855     // If we produce SDigits
1856     tree = loader->TreeS();
1857     if (!tree) {
1858       loader->MakeTree("S");
1859       tree = loader->TreeS();
1860     }
1861   }
1862   else {
1863     // If we produce Digits
1864     tree = loader->TreeD();
1865     if (!tree) {
1866       loader->MakeTree("D");
1867       tree = loader->TreeD();
1868     }
1869   }
1870   fDigitsManager->SetEvent(iEvent);
1871   fDigitsManager->MakeBranch(tree);
1872
1873 }
1874
1875 //_____________________________________________________________________________
1876 Int_t AliTRDdigitizer::Diffusion(Float_t vdrift, Double_t absdriftlength
1877                                , Double_t &lRow, Double_t &lCol, Double_t &lTime)
1878 {
1879   //
1880   // Applies the diffusion smearing to the position of a single electron.
1881   // Depends on absolute drift length.
1882   //
1883
1884   Float_t diffL = 0.0;
1885   Float_t diffT = 0.0;
1886
1887   if (AliTRDCommonParam::Instance()->GetDiffCoeff(diffL,diffT,vdrift)) {
1888
1889     Float_t driftSqrt = TMath::Sqrt(absdriftlength);
1890     Float_t sigmaT    = driftSqrt * diffT;
1891     Float_t sigmaL    = driftSqrt * diffL;
1892     lRow  = gRandom->Gaus(lRow ,sigmaT);
1893     lCol  = gRandom->Gaus(lCol ,sigmaT * GetLorentzFactor(vdrift));
1894     lTime = gRandom->Gaus(lTime,sigmaL * GetLorentzFactor(vdrift));
1895
1896     return 1;
1897
1898   }
1899   else {
1900
1901     return 0;
1902
1903   }
1904
1905 }
1906
1907 //_____________________________________________________________________________
1908 Float_t AliTRDdigitizer::GetLorentzFactor(Float_t vd)
1909 {
1910   //
1911   // Returns the Lorentz factor
1912   //
1913
1914   Double_t omegaTau      = AliTRDCommonParam::Instance()->GetOmegaTau(vd);
1915   Double_t lorentzFactor = 1.0;
1916   if (AliTRDCommonParam::Instance()->ExBOn()) {
1917     lorentzFactor = 1.0 / (1.0 + omegaTau*omegaTau);
1918   }
1919
1920   return lorentzFactor;
1921
1922 }
1923
1924 //_____________________________________________________________________________
1925 Int_t AliTRDdigitizer::ExB(Float_t vdrift, Double_t driftlength, Double_t &lCol)
1926 {
1927   //
1928   // Applies E x B effects to the position of a single electron.
1929   // Depends on signed drift length.
1930   //
1931
1932   lCol = lCol
1933        + AliTRDCommonParam::Instance()->GetOmegaTau(vdrift)
1934        * driftlength;
1935
1936   return 1;
1937
1938 }
1939
1940 //_____________________________________________________________________________
1941 void AliTRDdigitizer::RunDigitalProcessing(Int_t det)
1942 {
1943   //
1944   // Run the digital processing in the TRAP
1945   //
1946
1947   AliTRDfeeParam *feeParam = AliTRDfeeParam::Instance();
1948
1949   AliTRDarrayADC *digits = fDigitsManager->GetDigits(det);
1950   if (!digits)
1951     return;
1952
1953   //Call the methods in the mcm class using the temporary array as input
1954   for(Int_t rob = 0; rob < digits->GetNrow() / 2; rob++)
1955   {
1956     for(Int_t mcm = 0; mcm < 16; mcm++)
1957     {
1958       fMcmSim->Init(det, rob, mcm);
1959       fMcmSim->SetDataByPad(digits, fDigitsManager);
1960       fMcmSim->Filter();
1961       if (feeParam->GetTracklet()) {
1962         fMcmSim->Tracklet();
1963         fMcmSim->StoreTracklets();
1964       }
1965       fMcmSim->ZSMapping();
1966       fMcmSim->WriteData(digits);
1967     }
1968   }
1969 }
1970