EMCAL/AliEMCALRawUtils.cxx

   1 // -*- mode: c++ -*-
   2 /**************************************************************************
   3  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  *                                                                        *
   5  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   6  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   7  *                                                                        *
   8  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   9  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
  10  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  11  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  12  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  13  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  14  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  15  **************************************************************************/
  16
  17 /* $Id$ */
  18
  19
  20 //_________________________________________________________________________
  21 //  Utility Class for handling Raw data
  22 //  Does all transitions from Digits to Raw and vice versa,
  23 //  for simu and reconstruction
  24 //
  25 //  Note: the current version is still simplified. Only
  26 //    one raw signal per digit is generated; either high-gain or low-gain
  27 //    Need to add concurrent high and low-gain info in the future
  28 //    No pedestal is added to the raw signal.
  29 //*-- Author: Marco van Leeuwen (LBL)
  30 //*-- Major refactoring by Per Thomas Hille
  31
  32 //#include "AliCDBManager.h"
  33 #include "AliEMCALRawUtils.h"
  34 #include "AliRun.h"
  35 #include "AliRunLoader.h"
  36 #include "AliAltroBuffer.h"
  37 #include "AliRawReader.h"
  38 #include "AliCaloRawStreamV3.h"
  39 #include "AliDAQ.h"
  40 #include "AliEMCALRecParam.h"
  41 #include "AliEMCALLoader.h"
  42 #include "AliEMCALGeometry.h"
  43 #include "AliEMCALDigit.h"
  44 #include "AliEMCALRawDigit.h"
  45 #include "AliEMCAL.h"
  46 #include "AliCaloCalibPedestal.h"
  47 #include "AliCaloBunchInfo.h"
  48 #include "AliCaloFitResults.h"
  49 #include "AliEMCALTriggerRawDigitMaker.h"
  50 #include "AliEMCALTriggerSTURawStream.h"
  51 #include "AliEMCALTriggerData.h"
  52 #include "AliCaloConstants.h"
  53 #include "AliCaloRawAnalyzer.h"
  54 #include "AliCaloRawAnalyzerFactory.h"
  55 #include "AliEMCALRawResponse.h"
  56
  57 using namespace CALO;
  58 using namespace EMCAL;
  59
  60 using std::vector;
  61 ClassImp(AliEMCALRawUtils)
  62
  63
  64 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils( Algo::fitAlgorithm fitAlgo) : fNoiseThreshold(3),
  65                                                                   fNPedSamples(4),
  66                                                                   fGeom(0),
  67                                                                   fOption(""),
  68                                                                   fRemoveBadChannels(kFALSE),
  69                                                                   fFittingAlgorithm(fitAlgo),
  70                                                                   fTimeMin(-1.),
  71                                                                   fTimeMax(1.),
  72                                                                   fUseFALTRO(kTRUE),
  73                                                                   fRawAnalyzer(0),
  74                                                                   fTriggerRawDigitMaker(0x0)
  75 { // ctor; set up fit algo etc
  76   SetFittingAlgorithm(fitAlgo);
  77   const TObjArray* maps = AliEMCALRecParam::GetMappings();
  78   if(!maps) AliFatal("Cannot retrieve ALTRO mappings!!");
  79   for(Int_t i = 0; i < 4; i++)
  80     {
  81       fMapping[i] = (AliAltroMapping*)maps->At(i);
  82     }
  83
  84   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
  85   if (rl && rl->GetAliRun())
  86     {
  87     AliEMCAL * emcal = dynamic_cast<AliEMCAL*>(rl->GetAliRun()->GetDetector("EMCAL"));
  88     if(emcal)
  89       {
  90         fGeom = emcal->GetGeometry();
  91       }
  92     else
  93       {
  94         AliDebug(1, Form("Using default geometry in raw reco"));
  95         fGeom =  AliEMCALGeometry::GetInstance(AliEMCALGeometry::GetDefaultGeometryName());
  96       }
  97     }
  98   else
  99     {
 100       AliDebug(1, Form("Using default geometry in raw reco"));
 101       fGeom =  AliEMCALGeometry::GetInstance(AliEMCALGeometry::GetDefaultGeometryName());
 102     }
 103
 104   if(!fGeom) AliFatal(Form("Could not get geometry!"));
 105   fTriggerRawDigitMaker = new AliEMCALTriggerRawDigitMaker();
 106 }
 107
 108
 109 AliEMCALRawUtils::~AliEMCALRawUtils()
 110 {
 111   //dtor
 112   delete fRawAnalyzer;
 113   delete fTriggerRawDigitMaker;
 114 }
 115
 116
 117 void AliEMCALRawUtils::Digits2Raw()
 118 {
 119   // convert digits of the current event to raw data
 120   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
 121   AliEMCALLoader *loader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
 122   loader->LoadDigits("EMCAL");
 123   loader->GetEvent();
 124   TClonesArray* digits = loader->Digits() ;
 125
 126   if (!digits) {
 127     Warning("Digits2Raw", "no digits found !");
 128     return;
 129   }
 130
 131   static const Int_t nDDL = 20*2; // 20 SM for EMCal + DCal hardcoded for now. Buffers allocated dynamically, when needed, so just need an upper limit here
 132   AliAltroBuffer* buffers[nDDL];
 133   for (Int_t i=0; i < nDDL; i++)
 134     buffers[i] = 0;
 135
 136   TArrayI adcValuesLow( TIMEBINS );
 137   TArrayI adcValuesHigh( TIMEBINS );
 138
 139   // loop over digits (assume ordered digits)
 140   for (Int_t iDigit = 0; iDigit < digits->GetEntries(); iDigit++) {
 141     AliEMCALDigit* digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>(digits->At(iDigit)) ;
 142     if(!digit) {
 143       AliFatal("NULL Digit");
 144     } else {
 145       if (digit->GetAmplitude() <  AliEMCALRawResponse::GetRawFormatThreshold() ) {
 146         continue;
 147       }
 148       //get cell indices
 149       Int_t nSM = 0;
 150       Int_t nIphi = 0;
 151       Int_t nIeta = 0;
 152       Int_t iphi = 0;
 153       Int_t ieta = 0;
 154       Int_t nModule = 0;
 155       fGeom->GetCellIndex(digit->GetId(), nSM, nModule, nIphi, nIeta);
 156       fGeom->GetCellPhiEtaIndexInSModule(nSM, nModule, nIphi, nIeta,iphi, ieta) ;
 157
 158       //Check which is the RCU, 0 or 1, of the cell.
 159       Int_t iRCU = -111;
 160       if (0<=iphi&&iphi<8) iRCU=0; // first cable row
 161       else if (8<=iphi&&iphi<16 && 0<=ieta&&ieta<24) iRCU=0; // first half;
 162       else if(8<=iphi&&iphi<16 && 24<=ieta&&ieta<48) iRCU=1; // second half;
 163       //second cable row
 164       else if(16<=iphi&&iphi<24) iRCU=1; // third cable row
 165
 166       if (nSM%2==1) iRCU = 1 - iRCU; // swap for odd=C side, to allow us to cable both sides the same
 167
 168       if (iRCU<0)
 169         Fatal("Digits2Raw()","Non-existent RCU number: %d", iRCU);
 170
 171       //Which DDL?
 172       Int_t iDDL = NRCUSPERMODULE*nSM + iRCU;
 173       if (iDDL < 0 || iDDL >= nDDL){
 174         Fatal("Digits2Raw()","Non-existent DDL board number: %d", iDDL);
 175       } else {
 176         if (buffers[iDDL] == 0) {
 177           // open new file and write dummy header
 178           TString fileName = AliDAQ::DdlFileName("EMCAL",iDDL);
 179           //Select mapping file RCU0A, RCU0C, RCU1A, RCU1C
 180           Int_t iRCUside=iRCU+(nSM%2)*2;
 181           //iRCU=0 and even (0) SM -> RCU0A.data   0
 182           //iRCU=1 and even (0) SM -> RCU1A.data   1
 183           //iRCU=0 and odd  (1) SM -> RCU0C.data   2
 184           //iRCU=1 and odd  (1) SM -> RCU1C.data   3
 185           buffers[iDDL] = new AliAltroBuffer(fileName.Data(),fMapping[iRCUside]);
 186           buffers[iDDL]->WriteDataHeader(kTRUE, kFALSE);  //Dummy;
 187         }
 188
 189         // out of time range signal (?)
 190         if (digit->GetTimeR() >  TIMEBINMAX  ) {
 191           AliInfo("Signal is out of time range.\n");
 192           buffers[iDDL]->FillBuffer((Int_t)digit->GetAmplitude());
 193           buffers[iDDL]->FillBuffer( TIMEBINS );  // time bin
 194           buffers[iDDL]->FillBuffer(3);          // bunch length
 195           buffers[iDDL]->WriteTrailer(3, ieta, iphi, nSM);  // trailer
 196           // calculate the time response function
 197         } else {
 198           Bool_t lowgain = AliEMCALRawResponse::RawSampledResponse(digit->GetTimeR(), digit->GetAmplitude(),
 199                                                                    adcValuesHigh.GetArray(), adcValuesLow.GetArray()) ;
 200
 201           if (lowgain)
 202             buffers[iDDL]->WriteChannel(ieta, iphi, 0, TIMEBINS, adcValuesLow.GetArray(),  AliEMCALRawResponse::GetRawFormatThreshold()  );
 203           else
 204             buffers[iDDL]->WriteChannel(ieta,iphi, 1, TIMEBINS, adcValuesHigh.GetArray(),  AliEMCALRawResponse::GetRawFormatThreshold()  );
 205         }
 206       }// iDDL under the limits
 207     }//digit exists
 208   }//Digit loop
 209
 210   // write headers and close files
 211   for (Int_t i=0; i < nDDL; i++) {
 212     if (buffers[i]) {
 213       buffers[i]->Flush();
 214       buffers[i]->WriteDataHeader(kFALSE, kFALSE);
 215       delete buffers[i];
 216     }
 217   }
 218
 219   loader->UnloadDigits();
 220 }
 221
 222
 223
 224 void AliEMCALRawUtils::AddDigit(TClonesArray *digitsArr, Int_t id, Int_t lowGain, Float_t amp, Float_t time, Float_t chi2, Int_t ndf)
 225 {
 226   // comment
 227   AliEMCALDigit *digit = 0, *tmpdigit = 0;
 228   TIter nextdigit(digitsArr);
 229
 230   while (digit == 0 && (tmpdigit = (AliEMCALDigit*) nextdigit()))
 231     {
 232       if (tmpdigit->GetId() == id) digit = tmpdigit;
 233     }
 234
 235   if (!digit) { // no digit existed for this tower; create one
 236     Int_t type = AliEMCALDigit::kHG; // use enum in AliEMCALDigit
 237     if (lowGain)
 238       {
 239         amp *= HGLGFACTOR;
 240         type = AliEMCALDigit::kLGnoHG;
 241       }
 242
 243     Int_t idigit = digitsArr->GetEntries();
 244     new((*digitsArr)[idigit]) AliEMCALDigit( -1, -1, id, amp, time, type, idigit, chi2, ndf);
 245     AliDebug(2,Form("Add digit Id %d for the first time, type %d", id, type));
 246   }//digit added first time
 247   else
 248     { // a digit already exists, check range
 249                 // (use high gain if signal < cut value, otherwise low gain)
 250       if (lowGain)
 251         { // new digit is low gain
 252           if (digit->GetAmplitude() >  OVERFLOWCUT )
 253             {  // use if previously stored (HG) digit is out of range
 254               digit->SetAmplitude( HGLGFACTOR * amp);
 255               digit->SetTime(time);
 256               digit->SetType(AliEMCALDigit::kLG);
 257               AliDebug(2,Form("Add LG digit ID %d for the second time, type %d", digit->GetId(), digit->GetType()));
 258             }
 259         }//new low gain digit
 260       else { // new digit is high gain
 261
 262         if (amp <  OVERFLOWCUT  )
 263           { // new digit is high gain; use if not out of range
 264             digit->SetAmplitude(amp);
 265             digit->SetTime(time);
 266             digit->SetType(AliEMCALDigit::kHG);
 267             AliDebug(2,Form("Add HG digit ID %d for the second time, type %d", digit->GetId(), digit->GetType()));
 268           }
 269         else
 270           { // HG out of range, just change flag value to show that HG did exist
 271             digit->SetType(AliEMCALDigit::kLG);
 272             AliDebug(2,Form("Change LG digit to HG, ID %d, type %d", digit->GetId(), digit->GetType()));
 273           }
 274       }//new high gain digit
 275     }//digit existed replace it
 276 }
 277
 278
 279 void AliEMCALRawUtils::Raw2Digits(AliRawReader* reader,TClonesArray *digitsArr, const AliCaloCalibPedestal* pedbadmap, TClonesArray *digitsTRG, AliEMCALTriggerData* trgData)
 280 {
 281   //conversion of raw data to digits
 282   if(digitsArr) digitsArr->Clear("C");
 283   if (!digitsArr) { Error("Raw2Digits", "no digits found !");return;}
 284   if (!reader) {Error("Raw2Digits", "no raw reader found !");return;}
 285   AliEMCALTriggerSTURawStream inSTU(reader);
 286   AliCaloRawStreamV3 in(reader,"EMCAL",fMapping);
 287   reader->Select("EMCAL",0,39); // 39 = AliEMCALGeoParams::fgkLastAltroDDL
 288   fTriggerRawDigitMaker->Reset();
 289   fTriggerRawDigitMaker->SetIO(reader, in, inSTU, digitsTRG, trgData);
 290   fRawAnalyzer->SetIsZeroSuppressed(true); // TMP - should use stream->IsZeroSuppressed(), or altro cfg registers later
 291
 292   Int_t lowGain  = 0;
 293   Int_t caloFlag = 0; // low, high gain, or TRU, or LED ref.
 294
 295   Float_t bcTimePhaseCorr = 0; // for BC-based L1 phase correction
 296   Int_t bcMod4 = (reader->GetBCID() % 4); // LHC uses 40 MHz, EMCal uses 10 MHz clock
 297
 298   //AliCDBManager* man = AliCDBManager::Instance();
 299   //Int_t runNumber = man->GetRun();
 300
 301  Int_t runNumber = reader->GetRunNumber();
 302
 303   if ((runNumber >130850 ) && (bcMod4==0 || bcMod4==1))
 304     bcTimePhaseCorr = -1e-7; // subtract 100 ns for certain BC values
 305
 306   while (in.NextDDL())
 307     {
 308       while (in.NextChannel())
 309         {
 310           caloFlag = in.GetCaloFlag();
 311           if (caloFlag > 2) continue; // Work with ALTRO and FALTRO
 312           if(caloFlag < 2 && fRemoveBadChannels && pedbadmap->IsBadChannel(in.GetModule(),in.GetColumn(),in.GetRow()))
 313             {
 314               continue;
 315             }
 316           vector<AliCaloBunchInfo> bunchlist;
 317           while (in.NextBunch())
 318             {
 319               bunchlist.push_back( AliCaloBunchInfo(in.GetStartTimeBin(), in.GetBunchLength(), in.GetSignals() ) );
 320             }
 321           if (bunchlist.size() == 0) continue;
 322           if ( caloFlag < 2 )
 323             { // ALTRO
 324               Int_t id = fGeom->GetAbsCellIdFromCellIndexes(in.GetModule(), in.GetRow(), in.GetColumn()) ;
 325               lowGain  = in.IsLowGain();
 326               fRawAnalyzer->SetL1Phase( in.GetL1Phase() );
 327               AliCaloFitResults res =  fRawAnalyzer->Evaluate( bunchlist, in.GetAltroCFG1(), in.GetAltroCFG2());
 328               if(res.GetAmp() >= fNoiseThreshold )
 329                 {
 330                   AddDigit(digitsArr, id, lowGain, res.GetAmp(),  res.GetTime()+bcTimePhaseCorr, res.GetChi2(),  res.GetNdf() );
 331                 }
 332             }//ALTRO
 333           else if(fUseFALTRO)
 334             {// Fake ALTRO
 335               fTriggerRawDigitMaker->Add( bunchlist );
 336             }//Fake ALTRO
 337         } // end while over channel
 338     } //end while over DDL's, of input stream
 339   fTriggerRawDigitMaker->PostProcess();
 340   TrimDigits(digitsArr);
 341 }
 342
 343
 344 void AliEMCALRawUtils::TrimDigits(TClonesArray *digitsArr)
 345 { // rm entries with LGnoHG (unphysical), out of time window, and too bad chi2
 346   AliEMCALDigit *digit = 0;
 347   Int_t n = 0;
 348   Int_t nDigits = digitsArr->GetEntriesFast();
 349   TIter nextdigit(digitsArr);
 350   while ((digit = (AliEMCALDigit*) nextdigit())) {
 351     if (digit->GetType() == AliEMCALDigit::kLGnoHG) {
 352       AliDebug(1,Form("Remove digit with id %d, LGnoHG",digit->GetId()));
 353       digitsArr->Remove(digit);
 354     }
 355     else if(fTimeMin > digit->GetTime() || fTimeMax < digit->GetTime()) {
 356       digitsArr->Remove(digit);
 357       AliDebug(1,Form("Remove digit with id %d, Bad Time %e",digit->GetId(), digit->GetTime()));
 358     }
 359     else if (0 > digit->GetChi2()) {
 360       digitsArr->Remove(digit);
 361       AliDebug(1,Form("Remove digit with id %d, Bad Chi2 %e",digit->GetId(), digit->GetChi2()));
 362     }
 363     else {
 364       digit->SetIndexInList(n);
 365       n++;
 366     }
 367   }//while
 368
 369   digitsArr->Compress();
 370   AliDebug(1,Form("N Digits before trimming : %d; after array compression %d",nDigits,digitsArr->GetEntriesFast()));
 371 }
 372
 373
 374 void AliEMCALRawUtils::SetFittingAlgorithm(Int_t fitAlgo)
 375 { // select which fitting algo should be used
 376   delete fRawAnalyzer; // delete doesn't do anything if the pointer is 0x0
 377   fRawAnalyzer = AliCaloRawAnalyzerFactory::CreateAnalyzer( fitAlgo );
 378   fRawAnalyzer->SetNsampleCut(5); // requirement for fits to be done, for the new methods
 379   fRawAnalyzer->SetOverflowCut ( OVERFLOWCUT );
 380   fRawAnalyzer->SetAmpCut(fNoiseThreshold);
 381   fRawAnalyzer->SetFitArrayCut(fNoiseThreshold);
 382 }
 383
 384
 385