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
  31 #include "AliEMCALRawUtils.h"
  32 #include <stdexcept>
  33
  34 #include "TF1.h"
  35 #include "TGraph.h"
  36 #include <TRandom.h>
  37 class TSystem;
  38
  39 class AliLog;
  40 #include "AliRun.h"
  41 #include "AliRunLoader.h"
  42 class AliCaloAltroMapping;
  43 #include "AliAltroBuffer.h"
  44 #include "AliRawReader.h"
  45 #include "AliCaloRawStreamV3.h"
  46 #include "AliDAQ.h"
  47
  48 #include "AliEMCALRecParam.h"
  49 #include "AliEMCALLoader.h"
  50 #include "AliEMCALGeometry.h"
  51 class AliEMCALDigitizer;
  52 #include "AliEMCALDigit.h"
  53 #include "AliEMCALRawDigit.h"
  54 #include "AliEMCAL.h"
  55 #include "AliCaloCalibPedestal.h"
  56 #include "AliCaloFastAltroFitv0.h"
  57 #include "AliCaloNeuralFit.h"
  58 #include "AliCaloBunchInfo.h"
  59 #include "AliCaloFitResults.h"
  60 #include "AliCaloRawAnalyzerFastFit.h"
  61 #include "AliCaloRawAnalyzerNN.h"
  62 #include "AliCaloRawAnalyzerLMS.h"
  63 #include "AliCaloRawAnalyzerPeakFinder.h"
  64 #include "AliCaloRawAnalyzerCrude.h"
  65 #include "AliEMCALTriggerRawDigitMaker.h"
  66 #include "AliEMCALTriggerSTURawStream.h"
  67 #include "AliEMCALTriggerData.h"
  68
  69 ClassImp(AliEMCALRawUtils)
  70
  71 // Signal shape parameters
  72 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgTimeBins     = 256;       // number of sampling bins of the raw RO signal (we typically use 15-50; theoretical max is 1k+)
  73 Double_t AliEMCALRawUtils::fgTimeBinWidth = 100E-9 ;   // each sample is 100 ns
  74 Double_t AliEMCALRawUtils::fgTimeTrigger  = 600E-9 ;   // the time of the trigger as approximately seen in the data
  75
  76 // some digitization constants
  77 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgThreshold         = 1;
  78 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgDDLPerSuperModule = 2;  // 2 ddls per SuperModule
  79 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgPedestalValue     = 0;  // pedestal value for digits2raw, default generate ZS data
  80 Double_t AliEMCALRawUtils::fgFEENoise          = 3.; // 3 ADC channels of noise (sampled)
  81
  82 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils( Algo::fitAlgorithm fitAlgo)
  83   : fHighLowGainFactor(0.), fOrder(0), fTau(0.), fNoiseThreshold(0),
  84     fNPedSamples(0), fGeom(0), fOption(""),
  85     fRemoveBadChannels(kTRUE),fFittingAlgorithm(0),
  86     fTimeMin(-1.),fTimeMax(1.),
  87     fUseFALTRO(kFALSE),fRawAnalyzer(0),
  88     fTriggerRawDigitMaker(0x0)
  89 {
  90
  91   //These are default parameters.
  92   //Can be re-set from without with setter functions
  93   //Already set in the OCDB and passed via setter in the AliEMCALReconstructor
  94   fHighLowGainFactor = 16. ;   // Adjusted for a low gain range of 82 GeV (10 bits)
  95   fOrder             = 2;      // Order of gamma fn
  96   fTau               = 2.35;   // in units of timebin, from CERN 2007 testbeam
  97   fNoiseThreshold    = 3;      // 3 ADC counts is approx. noise level
  98   fNPedSamples       = 4;      // Less than this value => likely pedestal samples
  99   fRemoveBadChannels = kFALSE; // Do not remove bad channels before fitting
 100   fUseFALTRO         = kTRUE;  // Get the trigger FALTRO information and pass it to digits.
 101   SetFittingAlgorithm(fitAlgo);
 102
 103   //Get Mapping RCU files from the AliEMCALRecParam
 104   const TObjArray* maps = AliEMCALRecParam::GetMappings();
 105   if(!maps) AliFatal("Cannot retrieve ALTRO mappings!!");
 106
 107   for(Int_t i = 0; i < 4; i++) {
 108     fMapping[i] = (AliAltroMapping*)maps->At(i);
 109   }
 110
 111   //To make sure we match with the geometry in a simulation file,
 112   //let's try to get it first.  If not, take the default geometry
 113   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
 114   if (rl && rl->GetAliRun()) {
 115     AliEMCAL * emcal = dynamic_cast<AliEMCAL*>(rl->GetAliRun()->GetDetector("EMCAL"));
 116     if(emcal)fGeom = emcal->GetGeometry();
 117     else {
 118       AliDebug(1, Form("Using default geometry in raw reco"));
 119       fGeom =  AliEMCALGeometry::GetInstance(AliEMCALGeometry::GetDefaultGeometryName());
 120     }
 121
 122   } else {
 123     AliDebug(1, Form("Using default geometry in raw reco"));
 124     fGeom =  AliEMCALGeometry::GetInstance(AliEMCALGeometry::GetDefaultGeometryName());
 125   }
 126
 127   if(!fGeom) AliFatal(Form("Could not get geometry!"));
 128
 129   fTriggerRawDigitMaker = new AliEMCALTriggerRawDigitMaker();
 130
 131 }
 132
 133 //____________________________________________________________________________
 134 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils(AliEMCALGeometry *pGeometry, Algo::fitAlgorithm fitAlgo)
 135   : fHighLowGainFactor(0.), fOrder(0), fTau(0.), fNoiseThreshold(0),
 136     fNPedSamples(0), fGeom(pGeometry), fOption(""),
 137     fRemoveBadChannels(kTRUE),fFittingAlgorithm(0),
 138     fTimeMin(-1.),fTimeMax(1.),
 139     fUseFALTRO(kFALSE),fRawAnalyzer(),
 140     fTriggerRawDigitMaker(0x0)
 141 {
 142   //
 143   // Initialize with the given geometry - constructor required by HLT
 144   // HLT does not use/support AliRunLoader(s) instances
 145   // This is a minimum intervention solution
 146   // Comment by MPloskon@lbl.gov
 147   //
 148
 149   //These are default parameters.
 150   //Can be re-set from without with setter functions
 151   //Already set in the OCDB and passed via setter in the AliEMCALReconstructor
 152   fHighLowGainFactor = 16. ;   // adjusted for a low gain range of 82 GeV (10 bits)
 153   fOrder             = 2;      // order of gamma fn
 154   fTau               = 2.35;   // in units of timebin, from CERN 2007 testbeam
 155   fNoiseThreshold    = 3;      // 3 ADC counts is approx. noise level
 156   fNPedSamples       = 4;      // Less than this value => likely pedestal samples
 157   fRemoveBadChannels = kFALSE; // Do not remove bad channels before fitting
 158   fUseFALTRO         = kTRUE;  // Get the trigger FALTRO information and pass it to digits.
 159   SetFittingAlgorithm(fitAlgo);
 160
 161   //Get Mapping RCU files from the AliEMCALRecParam
 162   const TObjArray* maps = AliEMCALRecParam::GetMappings();
 163   if(!maps) AliFatal("Cannot retrieve ALTRO mappings!!");
 164
 165   for(Int_t i = 0; i < 4; i++) {
 166     fMapping[i] = (AliAltroMapping*)maps->At(i);
 167   }
 168
 169   if(!fGeom) AliFatal(Form("Could not get geometry!"));
 170
 171   fTriggerRawDigitMaker = new AliEMCALTriggerRawDigitMaker();
 172 }
 173
 174 //____________________________________________________________________________
 175 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils(const AliEMCALRawUtils& rawU)
 176   : TObject(),
 177     fHighLowGainFactor(rawU.fHighLowGainFactor),
 178     fOrder(rawU.fOrder),
 179     fTau(rawU.fTau),
 180     fNoiseThreshold(rawU.fNoiseThreshold),
 181     fNPedSamples(rawU.fNPedSamples),
 182     fGeom(rawU.fGeom),
 183     fOption(rawU.fOption),
 184     fRemoveBadChannels(rawU.fRemoveBadChannels),
 185     fFittingAlgorithm(rawU.fFittingAlgorithm),
 186     fTimeMin(rawU.fTimeMin),fTimeMax(rawU.fTimeMax),
 187     fUseFALTRO(rawU.fUseFALTRO),
 188     fRawAnalyzer(rawU.fRawAnalyzer),
 189     fTriggerRawDigitMaker(rawU.fTriggerRawDigitMaker)
 190 {
 191   //copy ctor
 192   fMapping[0] = rawU.fMapping[0];
 193   fMapping[1] = rawU.fMapping[1];
 194   fMapping[2] = rawU.fMapping[2];
 195   fMapping[3] = rawU.fMapping[3];
 196 }
 197
 198 //____________________________________________________________________________
 199 AliEMCALRawUtils& AliEMCALRawUtils::operator =(const AliEMCALRawUtils &rawU)
 200 {
 201   //assignment operator
 202
 203   if(this != &rawU) {
 204     fHighLowGainFactor = rawU.fHighLowGainFactor;
 205     fOrder             = rawU.fOrder;
 206     fTau               = rawU.fTau;
 207     fNoiseThreshold    = rawU.fNoiseThreshold;
 208     fNPedSamples       = rawU.fNPedSamples;
 209     fGeom              = rawU.fGeom;
 210     fOption            = rawU.fOption;
 211     fRemoveBadChannels = rawU.fRemoveBadChannels;
 212     fFittingAlgorithm  = rawU.fFittingAlgorithm;
 213     fTimeMin           = rawU.fTimeMin;
 214     fTimeMax           = rawU.fTimeMax;
 215     fUseFALTRO         = rawU.fUseFALTRO;
 216     fRawAnalyzer       = rawU.fRawAnalyzer;
 217     fMapping[0]        = rawU.fMapping[0];
 218     fMapping[1]        = rawU.fMapping[1];
 219     fMapping[2]        = rawU.fMapping[2];
 220     fMapping[3]        = rawU.fMapping[3];
 221     fTriggerRawDigitMaker = rawU.fTriggerRawDigitMaker;
 222   }
 223
 224   return *this;
 225
 226 }
 227
 228 //____________________________________________________________________________
 229 AliEMCALRawUtils::~AliEMCALRawUtils() {
 230   //dtor
 231
 232 }
 233
 234 //____________________________________________________________________________
 235 void AliEMCALRawUtils::Digits2Raw()
 236 {
 237   // convert digits of the current event to raw data
 238
 239   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
 240   AliEMCALLoader *loader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
 241
 242   // get the digits
 243   loader->LoadDigits("EMCAL");
 244   loader->GetEvent();
 245   TClonesArray* digits = loader->Digits() ;
 246
 247   if (!digits) {
 248     Warning("Digits2Raw", "no digits found !");
 249     return;
 250   }
 251
 252   static const Int_t nDDL = 12*2; // 12 SM hardcoded for now. Buffers allocated dynamically, when needed, so just need an upper limit here
 253   AliAltroBuffer* buffers[nDDL];
 254   for (Int_t i=0; i < nDDL; i++)
 255     buffers[i] = 0;
 256
 257   TArrayI adcValuesLow(fgTimeBins);
 258   TArrayI adcValuesHigh(fgTimeBins);
 259
 260   // loop over digits (assume ordered digits)
 261   for (Int_t iDigit = 0; iDigit < digits->GetEntries(); iDigit++) {
 262     AliEMCALDigit* digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>(digits->At(iDigit)) ;
 263     if(!digit){
 264       AliFatal("NULL Digit");
 265     }
 266     else{
 267       if (digit->GetAmplitude() < fgThreshold)
 268         continue;
 269
 270       //get cell indices
 271       Int_t nSM = 0;
 272       Int_t nIphi = 0;
 273       Int_t nIeta = 0;
 274       Int_t iphi = 0;
 275       Int_t ieta = 0;
 276       Int_t nModule = 0;
 277       fGeom->GetCellIndex(digit->GetId(), nSM, nModule, nIphi, nIeta);
 278       fGeom->GetCellPhiEtaIndexInSModule(nSM, nModule, nIphi, nIeta,iphi, ieta) ;
 279
 280       //Check which is the RCU, 0 or 1, of the cell.
 281       Int_t iRCU = -111;
 282       //RCU0
 283       if (0<=iphi&&iphi<8) iRCU=0; // first cable row
 284       else if (8<=iphi&&iphi<16 && 0<=ieta&&ieta<24) iRCU=0; // first half;
 285       //second cable row
 286       //RCU1
 287       else if(8<=iphi&&iphi<16 && 24<=ieta&&ieta<48) iRCU=1; // second half;
 288       //second cable row
 289       else if(16<=iphi&&iphi<24) iRCU=1; // third cable row
 290
 291       if (nSM%2==1) iRCU = 1 - iRCU; // swap for odd=C side, to allow us to cable both sides the same
 292
 293       if (iRCU<0)
 294         Fatal("Digits2Raw()","Non-existent RCU number: %d", iRCU);
 295
 296       //Which DDL?
 297       Int_t iDDL = fgDDLPerSuperModule* nSM + iRCU;
 298       if (iDDL < 0 || iDDL >= nDDL){
 299         Fatal("Digits2Raw()","Non-existent DDL board number: %d", iDDL);
 300       }
 301       else{
 302         if (buffers[iDDL] == 0) {
 303           // open new file and write dummy header
 304           TString fileName = AliDAQ::DdlFileName("EMCAL",iDDL);
 305           //Select mapping file RCU0A, RCU0C, RCU1A, RCU1C
 306           Int_t iRCUside=iRCU+(nSM%2)*2;
 307           //iRCU=0 and even (0) SM -> RCU0A.data   0
 308           //iRCU=1 and even (0) SM -> RCU1A.data   1
 309           //iRCU=0 and odd  (1) SM -> RCU0C.data   2
 310           //iRCU=1 and odd  (1) SM -> RCU1C.data   3
 311           //cout<<" nSM "<<nSM<<"; iRCU "<<iRCU<<"; iRCUside "<<iRCUside<<endl;
 312           buffers[iDDL] = new AliAltroBuffer(fileName.Data(),fMapping[iRCUside]);
 313           buffers[iDDL]->WriteDataHeader(kTRUE, kFALSE);  //Dummy;
 314         }
 315
 316         // out of time range signal (?)
 317         if (digit->GetTimeR() > GetRawFormatTimeMax() ) {
 318           AliInfo("Signal is out of time range.\n");
 319           buffers[iDDL]->FillBuffer((Int_t)digit->GetAmplitude());
 320           buffers[iDDL]->FillBuffer(GetRawFormatTimeBins() );  // time bin
 321           buffers[iDDL]->FillBuffer(3);          // bunch length
 322           buffers[iDDL]->WriteTrailer(3, ieta, iphi, nSM);  // trailer
 323           // calculate the time response function
 324         } else {
 325           Bool_t lowgain = RawSampledResponse(digit->GetTimeR(), digit->GetAmplitude(), adcValuesHigh.GetArray(), adcValuesLow.GetArray()) ;
 326           if (lowgain)
 327             buffers[iDDL]->WriteChannel(ieta, iphi, 0, GetRawFormatTimeBins(), adcValuesLow.GetArray(), fgThreshold);
 328           else
 329             buffers[iDDL]->WriteChannel(ieta,iphi, 1, GetRawFormatTimeBins(), adcValuesHigh.GetArray(), fgThreshold);
 330         }
 331       }// iDDL under the limits
 332     }//digit exists
 333   }//Digit loop
 334
 335   // write headers and close files
 336   for (Int_t i=0; i < nDDL; i++) {
 337     if (buffers[i]) {
 338       buffers[i]->Flush();
 339       buffers[i]->WriteDataHeader(kFALSE, kFALSE);
 340       delete buffers[i];
 341     }
 342   }
 343
 344   loader->UnloadDigits();
 345 }
 346
 347 //____________________________________________________________________________
 348 void AliEMCALRawUtils::Raw2Digits(AliRawReader* reader,TClonesArray *digitsArr, const AliCaloCalibPedestal* pedbadmap, TClonesArray *digitsTRG, AliEMCALTriggerData* trgData)
 349 {
 350   // convert raw data of the current event to digits
 351
 352   if(digitsArr) digitsArr->Clear("C");
 353
 354   if (!digitsArr) {
 355     Error("Raw2Digits", "no digits found !");
 356     return;
 357   }
 358   if (!reader) {
 359     Error("Raw2Digits", "no raw reader found !");
 360     return;
 361   }
 362
 363   AliEMCALTriggerSTURawStream inSTU(reader);
 364
 365   AliCaloRawStreamV3 in(reader,"EMCAL",fMapping);
 366
 367   // Select EMCAL DDL's;
 368   reader->Select("EMCAL",0,43); // 43 = AliEMCALGeoParams::fgkLastAltroDDL
 369
 370   fTriggerRawDigitMaker->Reset();
 371   fTriggerRawDigitMaker->SetIO(reader, in, inSTU, digitsTRG, trgData);
 372
 373   // fRawAnalyzer setup
 374   fRawAnalyzer->SetNsampleCut(5); // requirement for fits to be done, for the new methods
 375   fRawAnalyzer->SetOverflowCut(fgkOverflowCut);
 376   fRawAnalyzer->SetAmpCut(fNoiseThreshold);
 377   fRawAnalyzer->SetFitArrayCut(fNoiseThreshold);
 378   fRawAnalyzer->SetIsZeroSuppressed(true); // TMP - should use stream->IsZeroSuppressed(), or altro cfg registers later
 379
 380   // channel info parameters
 381   Int_t lowGain  = 0;
 382   Int_t caloFlag = 0; // low, high gain, or TRU, or LED ref.
 383
 384   // start loop over input stream
 385   while (in.NextDDL()) {
 386
 387     //    if ( in.GetDDLNumber() != 0 && in.GetDDLNumber() != 2 ) continue;
 388
 389     while (in.NextChannel()) {
 390
 391       //Check if the signal  is high or low gain and then do the fit,
 392       //if it  is from TRU or LEDMon do not fit
 393       caloFlag = in.GetCaloFlag();
 394       //                if (caloFlag != 0 && caloFlag != 1) continue;
 395       if (caloFlag > 2) continue; // Work with ALTRO and FALTRO
 396
 397       //Do not fit bad channels of ALTRO
 398       if(caloFlag < 2 && fRemoveBadChannels && pedbadmap->IsBadChannel(in.GetModule(),in.GetColumn(),in.GetRow())) {
 399         //printf("Tower from SM %d, column %d, row %d is BAD!!! Skip \n", in.GetModule(),in.GetColumn(),in.GetRow());
 400         continue;
 401       }
 402
 403       vector<AliCaloBunchInfo> bunchlist;
 404       while (in.NextBunch()) {
 405         bunchlist.push_back( AliCaloBunchInfo(in.GetStartTimeBin(), in.GetBunchLength(), in.GetSignals() ) );
 406       } // loop over bunches
 407       if (bunchlist.size() == 0) continue;
 408       if ( caloFlag < 2 )
 409         { // ALTRO
 410           Float_t time = 0;
 411           Float_t amp  = 0;
 412           short timeEstimate  = 0;
 413           Float_t ampEstimate = 0;
 414           Bool_t fitDone = kFALSE;
 415           Float_t chi2 = 0;
 416           Int_t ndf = 0;
 417
 418           AliDebug(1,Form("trunk lms? %d, %d\n", fFittingAlgorithm, Algo::kLMS));
 419
 420           if ( fFittingAlgorithm == Algo::kFastFit || fFittingAlgorithm == Algo::kNeuralNet ||
 421                fFittingAlgorithm == Algo::kLMS || fFittingAlgorithm == Algo::kPeakFinder ||
 422                fFittingAlgorithm == Algo::kCrude) {
 423           // all functionality to determine amp and time etc is encapsulated inside the Evaluate call for these methods
 424           AliCaloFitResults fitResults = fRawAnalyzer->Evaluate( bunchlist, in.GetAltroCFG1(), in.GetAltroCFG2());
 425
 426           amp          = fitResults.GetAmp();
 427           time         = fitResults.GetTime();
 428           timeEstimate = fitResults.GetMaxTimebin();
 429           ampEstimate  = fitResults.GetMaxSig();
 430           chi2 = fitResults.GetChi2();
 431           ndf = fitResults.GetNdf();
 432           if (fitResults.GetStatus() == Ret::kFitPar) {
 433             fitDone = kTRUE;
 434           }
 435         }
 436         else { // for the other methods we for now use the functionality of
 437           // AliCaloRawAnalyzer as well, to select samples and prepare for fits,
 438           // if it looks like there is something to fit
 439
 440           // parameters init.
 441           Float_t pedEstimate  = 0;
 442           short maxADC = 0;
 443           Int_t first = 0;
 444           Int_t last = 0;
 445           Int_t bunchIndex = 0;
 446           //
 447           // The PreFitEvaluateSamples + later call to FitRaw will hopefully
 448           // be replaced by a single Evaluate call or so soon, like for the other
 449           // methods, but this should be good enough for evaluation of
 450           // the methods for now (Jan. 2010)
 451           //
 452           int nsamples = fRawAnalyzer->PreFitEvaluateSamples( bunchlist, in.GetAltroCFG1(), in.GetAltroCFG2(), bunchIndex, ampEstimate, maxADC, timeEstimate, pedEstimate, first, last);
 453
 454           if (ampEstimate >= fNoiseThreshold) { // something worth looking at
 455
 456             time = timeEstimate; // maxrev in AliCaloRawAnalyzer speak; comes with an offset w.r.t. real timebin
 457             Int_t timebinOffset = bunchlist.at(bunchIndex).GetStartBin() - (bunchlist.at(bunchIndex).GetLength()-1);
 458             amp = ampEstimate;
 459
 460             if ( nsamples > 1 && maxADC<fgkOverflowCut ) { // possibly something to fit
 461               FitRaw(first, last, amp, time, chi2, fitDone);
 462               time += timebinOffset;
 463               timeEstimate += timebinOffset;
 464               ndf = nsamples - 2;
 465             }
 466
 467           } // ampEstimate check
 468         } // method selection
 469
 470         if ( fitDone ) { // brief sanity check of fit results
 471           Float_t ampAsymm = (amp - ampEstimate)/(amp + ampEstimate);
 472           Float_t timeDiff = time - timeEstimate;
 473           if ( (TMath::Abs(ampAsymm) > 0.1) || (TMath::Abs(timeDiff) > 2) ) {
 474             // AliDebug(2,Form("Fit results amp %f time %f not consistent with expectations amp %f time %d", amp, time, ampEstimate, timeEstimate));
 475
 476             // for now just overwrite the fit results with the simple/initial estimate
 477             amp     = ampEstimate;
 478             time    = timeEstimate;
 479             fitDone = kFALSE;
 480           }
 481         } // fitDone
 482
 483         if (amp >= fNoiseThreshold) { // something to be stored
 484           if ( ! fitDone) { // smear ADC with +- 0.5 uniform (avoid discrete effects)
 485             amp += (0.5 - gRandom->Rndm()); // Rndm generates a number in ]0,1]
 486           }
 487
 488           Int_t id = fGeom->GetAbsCellIdFromCellIndexes(in.GetModule(), in.GetRow(), in.GetColumn()) ;
 489           lowGain  = in.IsLowGain();
 490
 491           // go from time-bin units to physical time fgtimetrigger
 492           time = time * GetRawFormatTimeBinWidth(); // skip subtraction of fgTimeTrigger?
 493           // subtract RCU L1 phase (L1Phase is in seconds) w.r.t. L0:
 494           time -= in.GetL1Phase();
 495
 496           AliDebug(2,Form("id %d lowGain %d amp %g", id, lowGain, amp));
 497           // printf("Added tower: SM %d, row %d, column %d, amp %3.2f\n",in.GetModule(), in.GetRow(), in.GetColumn(),amp);
 498
 499           AddDigit(digitsArr, id, lowGain, amp, time, chi2, ndf);
 500         }
 501
 502       }//ALTRO
 503       else if(fUseFALTRO)
 504       {// Fake ALTRO
 505         fTriggerRawDigitMaker->Add( bunchlist );
 506       }//Fake ALTRO
 507     } // end while over channel
 508   } //end while over DDL's, of input stream
 509
 510   fTriggerRawDigitMaker->PostProcess();
 511
 512   TrimDigits(digitsArr);
 513
 514   return ;
 515 }
 516
 517 //____________________________________________________________________________
 518 void AliEMCALRawUtils::AddDigit(TClonesArray *digitsArr, Int_t id, Int_t lowGain, Float_t amp, Float_t time, Float_t chi2, Int_t ndf) {
 519   //
 520   // Add a new digit.
 521   // This routine checks whether a digit exists already for this tower
 522   // and then decides whether to use the high or low gain info
 523   //
 524   // Called by Raw2Digits
 525
 526   AliEMCALDigit *digit = 0, *tmpdigit = 0;
 527   TIter nextdigit(digitsArr);
 528   while (digit == 0 && (tmpdigit = (AliEMCALDigit*) nextdigit())) {
 529     if (tmpdigit->GetId() == id) digit = tmpdigit;
 530   }
 531
 532   if (!digit) { // no digit existed for this tower; create one
 533                 Int_t type = AliEMCALDigit::kHG; // use enum in AliEMCALDigit
 534                 if (lowGain) {
 535                         amp *= fHighLowGainFactor;
 536                         type = AliEMCALDigit::kLGnoHG;
 537                 }
 538                 Int_t idigit = digitsArr->GetEntries();
 539                 new((*digitsArr)[idigit]) AliEMCALDigit( -1, -1, id, amp, time, type, idigit, chi2, ndf);
 540                 AliDebug(2,Form("Add digit Id %d for the first time, type %d", id, type));
 541   }//digit added first time
 542   else { // a digit already exists, check range
 543                 // (use high gain if signal < cut value, otherwise low gain)
 544                 if (lowGain) { // new digit is low gain
 545                         if (digit->GetAmplitude() > fgkOverflowCut) {  // use if previously stored (HG) digit is out of range
 546                                 digit->SetAmplitude(fHighLowGainFactor * amp);
 547                                 digit->SetTime(time);
 548                                 digit->SetType(AliEMCALDigit::kLG);
 549                                 AliDebug(2,Form("Add LG digit ID %d for the second time, type %d", digit->GetId(), digit->GetType()));
 550                         }
 551                 }//new low gain digit
 552                 else { // new digit is high gain
 553                         if (amp < fgkOverflowCut) { // new digit is high gain; use if not out of range
 554                                 digit->SetAmplitude(amp);
 555                                 digit->SetTime(time);
 556                                 digit->SetType(AliEMCALDigit::kHG);
 557                                 AliDebug(2,Form("Add HG digit ID %d for the second time, type %d", digit->GetId(), digit->GetType()));
 558                         }
 559                         else { // HG out of range, just change flag value to show that HG did exist
 560                                 digit->SetType(AliEMCALDigit::kLG);
 561                                 AliDebug(2,Form("Change LG digit to HG, ID %d, type %d", digit->GetId(), digit->GetType()));
 562                         }
 563                 }//new high gain digit
 564   }//digit existed replace it
 565
 566 }
 567
 568 //____________________________________________________________________________
 569 void AliEMCALRawUtils::TrimDigits(TClonesArray *digitsArr)
 570 {
 571   // Remove digits with only low gain and large time
 572
 573   AliEMCALDigit *digit = 0;
 574   Int_t n = 0;
 575   Int_t nDigits = digitsArr->GetEntriesFast();
 576   TIter nextdigit(digitsArr);
 577   while ((digit = (AliEMCALDigit*) nextdigit())) {
 578
 579     //Check if only LG existed, remove if so
 580     if (digit->GetType() == AliEMCALDigit::kLGnoHG) {
 581       AliDebug(10,Form("Remove digit with id %d, LGnoHG",digit->GetId()));
 582       digitsArr->Remove(digit);
 583     }
 584     //Check if time is too large or too small, remove if so
 585     else if(fTimeMin > digit->GetTime() || fTimeMax < digit->GetTime()) {
 586       digitsArr->Remove(digit);
 587       AliDebug(10,Form("Remove digit with id %d, Bad Time %e",digit->GetId(), digit->GetTime()));
 588     }
 589     // Check if Chi2 is undefined
 590     else if (0 > digit->GetChi2()) {
 591       digitsArr->Remove(digit);
 592       AliDebug(10,Form("Remove digit with id %d, Bad Chi2 %e",digit->GetId(), digit->GetChi2()));
 593     }
 594     //Good digit, just reassign the index of the digit in case there was a previous removal
 595     else {
 596       digit->SetIndexInList(n);
 597       n++;
 598     }
 599   }//while
 600
 601   digitsArr->Compress();
 602   AliDebug(1,Form("N Digits before trimming : %d; after array compression %d",nDigits,digitsArr->GetEntriesFast()));
 603
 604 }
 605
 606 //____________________________________________________________________________
 607 void AliEMCALRawUtils::FitRaw(const Int_t firstTimeBin, const Int_t lastTimeBin, Float_t & amp, Float_t & time, Float_t & chi2, Bool_t & fitDone) const
 608 { // Fits the raw signal time distribution
 609
 610   //--------------------------------------------------
 611   //Do the fit, different fitting algorithms available
 612   //--------------------------------------------------
 613   int nsamples = lastTimeBin - firstTimeBin + 1;
 614   fitDone = kFALSE;
 615
 616   switch(fFittingAlgorithm) {
 617   case Algo::kStandard:
 618     {
 619       if (nsamples < 3) { return; } // nothing much to fit
 620       //printf("Standard fitter \n");
 621
 622       // Create Graph to hold data we will fit
 623       TGraph *gSig =  new TGraph( nsamples);
 624       for (int i=0; i<nsamples; i++) {
 625         Int_t timebin = firstTimeBin + i;
 626         gSig->SetPoint(i, timebin, fRawAnalyzer->GetReversed(timebin));
 627       }
 628
 629       TF1 * signalF = new TF1("signal", RawResponseFunction, 0, GetRawFormatTimeBins(), 5);
 630       signalF->SetParameters(10.,5.,fTau,fOrder,0.); //set all defaults once, just to be safe
 631       signalF->SetParNames("amp","t0","tau","N","ped");
 632       signalF->FixParameter(2,fTau); // tau in units of time bin
 633       signalF->FixParameter(3,fOrder); // order
 634       signalF->FixParameter(4, 0); // pedestal should be subtracted when we get here
 635       signalF->SetParameter(1, time);
 636       signalF->SetParameter(0, amp);
 637       // set rather loose parameter limits
 638       signalF->SetParLimits(0, 0.5*amp, 2*amp );
 639       signalF->SetParLimits(1, time - 4, time + 4);
 640
 641       try {
 642         gSig->Fit(signalF, "QROW"); // Note option 'W': equal errors on all points
 643         // assign fit results
 644         amp  = signalF->GetParameter(0);
 645         time = signalF->GetParameter(1);
 646         chi2 = signalF->GetChisquare();
 647         fitDone = kTRUE;
 648       }
 649       catch (const std::exception & e) {
 650         AliError( Form("TGraph Fit exception %s", e.what()) );
 651         // stay with default amp and time in case of exception, i.e. no special action required
 652         fitDone = kFALSE;
 653       }
 654       delete signalF;
 655
 656       //printf("Std   : Amp %f, time %g\n",amp, time);
 657       delete gSig; // delete TGraph
 658
 659       break;
 660     }//kStandard Fitter
 661       //----------------------------
 662   case Algo::kLogFit:
 663     {
 664       if (nsamples < 3) { return; } // nothing much to fit
 665       //printf("LogFit \n");
 666
 667       // Create Graph to hold data we will fit
 668       TGraph *gSigLog =  new TGraph( nsamples);
 669       for (int i=0; i<nsamples; i++) {
 670         Int_t timebin = firstTimeBin + i;
 671         gSigLog->SetPoint(timebin, timebin, TMath::Log(fRawAnalyzer->GetReversed(timebin) ) );
 672       }
 673
 674       TF1 * signalFLog = new TF1("signalLog", RawResponseFunctionLog, 0, GetRawFormatTimeBins(), 5);
 675       signalFLog->SetParameters(2.3, 5.,fTau,fOrder,0.); //set all defaults once, just to be safe
 676       signalFLog->SetParNames("amplog","t0","tau","N","ped");
 677       signalFLog->FixParameter(2,fTau); // tau in units of time bin
 678       signalFLog->FixParameter(3,fOrder); // order
 679       signalFLog->FixParameter(4, 0); // pedestal should be subtracted when we get here
 680       signalFLog->SetParameter(1, time);
 681       if (amp>=1) {
 682         signalFLog->SetParameter(0, TMath::Log(amp));
 683       }
 684
 685       gSigLog->Fit(signalFLog, "QROW"); // Note option 'W': equal errors on all points
 686
 687       // assign fit results
 688       Double_t amplog = signalFLog->GetParameter(0); //Not Amp, but Log of Amp
 689       amp = TMath::Exp(amplog);
 690       time = signalFLog->GetParameter(1);
 691       fitDone = kTRUE;
 692
 693       delete signalFLog;
 694       //printf("LogFit: Amp %f, time %g\n",amp, time);
 695       delete gSigLog;
 696       break;
 697     } //kLogFit
 698       //----------------------------
 699
 700       //----------------------------
 701   }//switch fitting algorithms
 702
 703   return;
 704 }
 705
 706 //__________________________________________________________________
 707 void AliEMCALRawUtils::FitParabola(const TGraph *gSig, Float_t & amp) const
 708 {
 709   //BEG YS alternative methods to calculate the amplitude
 710   Double_t * ymx = gSig->GetX() ;
 711   Double_t * ymy = gSig->GetY() ;
 712   const Int_t kN = 3 ;
 713   Double_t ymMaxX[kN] = {0., 0., 0.} ;
 714   Double_t ymMaxY[kN] = {0., 0., 0.} ;
 715   Double_t ymax = 0. ;
 716   // find the maximum amplitude
 717   Int_t ymiMax = 0 ;
 718   for (Int_t ymi = 0; ymi < gSig->GetN(); ymi++) {
 719     if (ymy[ymi] > ymMaxY[0] ) {
 720       ymMaxY[0] = ymy[ymi] ; //<========== This is the maximum amplitude
 721       ymMaxX[0] = ymx[ymi] ;
 722       ymiMax = ymi ;
 723     }
 724   }
 725   // find the maximum by fitting a parabola through the max and the two adjacent samples
 726   if ( ymiMax < gSig->GetN()-1 && ymiMax > 0) {
 727     ymMaxY[1] = ymy[ymiMax+1] ;
 728     ymMaxY[2] = ymy[ymiMax-1] ;
 729     ymMaxX[1] = ymx[ymiMax+1] ;
 730     ymMaxX[2] = ymx[ymiMax-1] ;
 731     if (ymMaxY[0]*ymMaxY[1]*ymMaxY[2] > 0) {
 732       //fit a parabola through the 3 points y= a+bx+x*x*x
 733       Double_t sy = 0 ;
 734       Double_t sx = 0 ;
 735       Double_t sx2 = 0 ;
 736       Double_t sx3 = 0 ;
 737       Double_t sx4 = 0 ;
 738       Double_t sxy = 0 ;
 739       Double_t sx2y = 0 ;
 740       for (Int_t i = 0; i < kN ; i++) {
 741         sy += ymMaxY[i] ;
 742         sx += ymMaxX[i] ;
 743         sx2 += ymMaxX[i]*ymMaxX[i] ;
 744         sx3 += ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxX[i] ;
 745         sx4 += ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxX[i] ;
 746         sxy += ymMaxX[i]*ymMaxY[i] ;
 747         sx2y += ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxY[i] ;
 748       }
 749       Double_t cN = (sx2y*kN-sy*sx2)*(sx3*sx-sx2*sx2)-(sx2y*sx-sxy*sx2)*(sx3*kN-sx*sx2);
 750       Double_t cD = (sx4*kN-sx2*sx2)*(sx3*sx-sx2*sx2)-(sx4*sx-sx3*sx2)*(sx3*kN-sx*sx2) ;
 751       Double_t c  = cN / cD ;
 752       Double_t b  = ((sx2y*kN-sy*sx2)-c*(sx4*kN-sx2*sx2))/(sx3*kN-sx*sx2) ;
 753       Double_t a  = (sy-b*sx-c*sx2)/kN  ;
 754       Double_t xmax = -b/(2*c) ;
 755       ymax = a + b*xmax + c*xmax*xmax ;//<========== This is the maximum amplitude
 756       amp = ymax;
 757     }
 758   }
 759
 760   Double_t diff = TMath::Abs(1-ymMaxY[0]/amp) ;
 761   if (diff > 0.1)
 762     amp = ymMaxY[0] ;
 763   //printf("Yves   : Amp %f, time %g\n",amp, time);
 764   //END YS
 765   return;
 766 }
 767
 768 //__________________________________________________________________
 769 Double_t AliEMCALRawUtils::RawResponseFunction(Double_t *x, Double_t *par)
 770 {
 771   // Matches version used in 2007 beam test
 772   //
 773   // Shape of the electronics raw reponse:
 774   // It is a semi-gaussian, 2nd order Gamma function of the general form
 775   //
 776   // xx = (t - t0 + tau) / tau  [xx is just a convenient help variable]
 777   // F = A * (xx**N * exp( N * ( 1 - xx) )   for xx >= 0
 778   // F = 0                                   for xx < 0
 779   //
 780   // parameters:
 781   // A:   par[0]   // Amplitude = peak value
 782   // t0:  par[1]
 783   // tau: par[2]
 784   // N:   par[3]
 785   // ped: par[4]
 786   //
 787   Double_t signal = 0.;
 788   Double_t tau    = par[2];
 789   Double_t n      = par[3];
 790   Double_t ped    = par[4];
 791   Double_t xx     = ( x[0] - par[1] + tau ) / tau ;
 792
 793   if (xx <= 0)
 794     signal = ped ;
 795   else {
 796     signal = ped + par[0] * TMath::Power(xx , n) * TMath::Exp(n * (1 - xx )) ;
 797   }
 798   return signal ;
 799 }
 800
 801 //__________________________________________________________________
 802 Double_t AliEMCALRawUtils::RawResponseFunctionLog(Double_t *x, Double_t *par)
 803 {
 804   // Matches version used in 2007 beam test
 805   //
 806   // Shape of the electronics raw reponse:
 807   // It is a semi-gaussian, 2nd order Gamma function of the general form
 808   //
 809   // xx = (t - t0 + tau) / tau  [xx is just a convenient help variable]
 810   // F = A * (xx**N * exp( N * ( 1 - xx) )   for xx >= 0
 811   // F = 0                                   for xx < 0
 812   //
 813   // parameters:
 814   // Log[A]:   par[0]   // Amplitude = peak value
 815   // t0:  par[1]
 816   // tau: par[2]
 817   // N:   par[3]
 818   // ped: par[4]
 819   //
 820   Double_t signal = 0. ;
 821   Double_t tau    = par[2];
 822   Double_t n      = par[3];
 823   //Double_t ped = par[4]; // not used
 824   Double_t xx     = ( x[0] - par[1] + tau ) / tau ;
 825
 826   if (xx < 0)
 827     signal = par[0] - n*TMath::Log(TMath::Abs(xx)) + n * (1 - xx ) ;
 828   else {
 829     signal = par[0] + n*TMath::Log(xx) + n * (1 - xx ) ;
 830   }
 831   return signal ;
 832 }
 833
 834 //__________________________________________________________________
 835 Bool_t AliEMCALRawUtils::RawSampledResponse(const Double_t dtime, const Double_t damp, Int_t * adcH, Int_t * adcL, const Int_t keyErr) const
 836 {
 837   // for a start time dtime and an amplitude damp given by digit,
 838   // calculates the raw sampled response AliEMCAL::RawResponseFunction
 839   Bool_t lowGain = kFALSE ;
 840
 841   // A:   par[0]   // Amplitude = peak value
 842   // t0:  par[1]
 843   // tau: par[2]
 844   // N:   par[3]
 845   // ped: par[4]
 846
 847   TF1 signalF("signal", RawResponseFunction, 0, GetRawFormatTimeBins(), 5);
 848   signalF.SetParameter(0, damp) ;
 849   signalF.SetParameter(1, (dtime + fgTimeTrigger)/fgTimeBinWidth) ;
 850   signalF.SetParameter(2, fTau) ;
 851   signalF.SetParameter(3, fOrder);
 852   signalF.SetParameter(4, fgPedestalValue);
 853
 854   Double_t signal=0.0, noise=0.0;
 855   for (Int_t iTime = 0; iTime < GetRawFormatTimeBins(); iTime++) {
 856     signal = signalF.Eval(iTime) ;
 857     // Next lines commeted for the moment but in principle it is not necessary to add
 858     // extra noise since noise already added at the digits level.
 859
 860     //According to Terry Awes, 13-Apr-2008
 861     //add gaussian noise in quadrature to each sample
 862     //Double_t noise = gRandom->Gaus(0.,fgFEENoise);
 863     //signal = sqrt(signal*signal + noise*noise);
 864
 865     // March 17,09 for fast fit simulations by Alexei Pavlinov.
 866     // Get from PHOS analysis. In some sense it is open questions.
 867     if(keyErr>0) {
 868       noise = gRandom->Gaus(0.,fgFEENoise);
 869       signal += noise;
 870     }
 871
 872     adcH[iTime] =  static_cast<Int_t>(signal + 0.5) ;
 873     if ( adcH[iTime] > fgkRawSignalOverflow ){  // larger than 10 bits
 874       adcH[iTime] = fgkRawSignalOverflow ;
 875       lowGain = kTRUE ;
 876     }
 877
 878     signal /= fHighLowGainFactor;
 879
 880     adcL[iTime] =  static_cast<Int_t>(signal + 0.5) ;
 881     if ( adcL[iTime] > fgkRawSignalOverflow)  // larger than 10 bits
 882       adcL[iTime] = fgkRawSignalOverflow ;
 883
 884   }
 885
 886   return lowGain ;
 887 }
 888
 889 //__________________________________________________________________
 890 void AliEMCALRawUtils::CalculateChi2(const Double_t* t, const Double_t* y, const Int_t nPoints,
 891 const Double_t sig, const Double_t tau, const Double_t amp, const Double_t t0, Double_t &chi2)
 892 {
 893   //   Input:
 894   //   t[]   - array of time bins
 895   //   y[]   - array of amplitudes after pedestal subtractions;
 896   //   nPoints  - number of points
 897   //   sig   - error of amplitude measurement (one value for all channels)
 898   //           if sig<0 that mean sig=1.
 899   //   tau   - filter time response (in timebin units)
 900   //   amp   - amplitude at t0;
 901   //   t0    - time of max amplitude;
 902   // Output:
 903   //   chi2 - chi2
 904   //   ndf = nPoints - 2 when tau fixed
 905   //   ndf = nPoints - 3 when tau free
 906   static Double_t par[5]={0.0, 0.0, 0.0, 2.0, 0.0};
 907
 908   par[0] = amp;
 909   par[1] = t0;
 910   par[2] = tau;
 911   // par[3]=n=2.; par[4]=ped=0.0
 912
 913   Double_t dy = 0.0, x = 0.0, f=0.0;
 914   for(Int_t i=0; i<nPoints; i++){
 915     x     = t[i];
 916     f     = RawResponseFunction(&x, par);
 917     dy    = y[i] - f;
 918     chi2 += dy*dy;
 919     //printf(" AliEMCALRawUtils::CalculateChi2 : %i : y %f -> f %f : dy %f \n", i, y[i], f, dy);
 920   }
 921   if(sig>0.0) chi2 /= (sig*sig);
 922 }
 923
 924 //__________________________________________________________________
 925 void AliEMCALRawUtils::SetFittingAlgorithm(Int_t fitAlgo)
 926 {
 927         //Set fitting algorithm and initialize it if this same algorithm was not set before.
 928         //printf("**** Set Algorithm , number %d ****\n",fitAlgo);
 929
 930         if(fitAlgo == fFittingAlgorithm && fRawAnalyzer) {
 931                 //Do nothing, this same algorithm already set before.
 932                 //printf("**** Algorithm already set before, number %d, %s ****\n",fitAlgo, fRawAnalyzer->GetName());
 933                 return;
 934         }
 935         //Initialize the requested algorithm
 936           AliDebug(1,Form("trunk INIT lms? %d, %d\n", fFittingAlgorithm, Algo::kLMS));
 937
 938         if(fitAlgo != fFittingAlgorithm || !fRawAnalyzer) {
 939                 //printf("**** Init Algorithm , number %d ****\n",fitAlgo);
 940
 941                 fFittingAlgorithm = fitAlgo;
 942                 if (fRawAnalyzer) delete fRawAnalyzer;  // delete prev. analyzer if existed.
 943
 944                 if (fitAlgo == Algo::kFastFit) {
 945                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerFastFit();
 946                 }
 947                 else if (fitAlgo == Algo::kNeuralNet) {
 948                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerNN();
 949                 }
 950                 else if (fitAlgo == Algo::kLMS) {
 951                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerLMS();
 952                 }
 953                 else if (fitAlgo == Algo::kPeakFinder) {
 954                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerPeakFinder();
 955                 }
 956                 else if (fitAlgo == Algo::kCrude) {
 957                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerCrude();
 958                 }
 959                 else {
 960                   fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzer();
 961                   //fRawAnalyzer = 0;
 962                 }
 963         }
 964
 965 }
 966
 967