EMCAL/AliEMCALRawUtils.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //_________________________________________________________________________
  19 //  Utility Class for handling Raw data
  20 //  Does all transitions from Digits to Raw and vice versa,
  21 //  for simu and reconstruction
  22 //
  23 //  Note: the current version is still simplified. Only
  24 //    one raw signal per digit is generated; either high-gain or low-gain
  25 //    Need to add concurrent high and low-gain info in the future
  26 //    No pedestal is added to the raw signal.
  27 //*-- Author: Marco van Leeuwen (LBL)
  28
  29 #include "AliEMCALRawUtils.h"
  30 #include <stdexcept>
  31
  32 #include "TF1.h"
  33 #include "TGraph.h"
  34 #include <TRandom.h>
  35 class TSystem;
  36
  37 class AliLog;
  38 #include "AliRun.h"
  39 #include "AliRunLoader.h"
  40 class AliCaloAltroMapping;
  41 #include "AliAltroBuffer.h"
  42 #include "AliRawReader.h"
  43 #include "AliCaloRawStreamV3.h"
  44 #include "AliDAQ.h"
  45
  46 #include "AliEMCALRecParam.h"
  47 #include "AliEMCALLoader.h"
  48 #include "AliEMCALGeometry.h"
  49 class AliEMCALDigitizer;
  50 #include "AliEMCALDigit.h"
  51 #include "AliEMCALRawDigit.h"
  52 #include "AliEMCAL.h"
  53 #include "AliCaloCalibPedestal.h"
  54 #include "AliCaloFastAltroFitv0.h"
  55 #include "AliCaloNeuralFit.h"
  56 #include "AliCaloBunchInfo.h"
  57 #include "AliCaloFitResults.h"
  58 #include "AliCaloRawAnalyzerFastFit.h"
  59 #include "AliCaloRawAnalyzerNN.h"
  60 #include "AliCaloRawAnalyzerLMS.h"
  61 #include "AliCaloRawAnalyzerPeakFinder.h"
  62 #include "AliCaloRawAnalyzerCrude.h"
  63
  64 ClassImp(AliEMCALRawUtils)
  65
  66 // Signal shape parameters
  67 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgTimeBins = 256; // number of sampling bins of the raw RO signal (we typically use 15-50; theoretical max is 1k+)
  68 Double_t AliEMCALRawUtils::fgTimeBinWidth  = 100E-9 ; // each sample is 100 ns
  69 Double_t AliEMCALRawUtils::fgTimeTrigger = 1.5E-6 ;   // 15 time bins ~ 1.5 musec
  70
  71 // some digitization constants
  72 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgThreshold = 1;
  73 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgDDLPerSuperModule = 2;  // 2 ddls per SuperModule
  74 Int_t    AliEMCALRawUtils::fgPedestalValue = 0;     // pedestal value for digits2raw, default generate ZS data
  75 Double_t AliEMCALRawUtils::fgFEENoise = 3.;          // 3 ADC channels of noise (sampled)
  76
  77 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils(fitAlgorithm fitAlgo)
  78   : fHighLowGainFactor(0.), fOrder(0), fTau(0.), fNoiseThreshold(0),
  79     fNPedSamples(0), fGeom(0), fOption(""),
  80     fRemoveBadChannels(kTRUE),fFittingAlgorithm(0),
  81     fTimeMin(-1.),fTimeMax(1.),
  82     fUseFALTRO(kFALSE),fRawAnalyzer(0)
  83 {
  84
  85   //These are default parameters.
  86   //Can be re-set from without with setter functions
  87   //Already set in the OCDB and passed via setter in the AliEMCALReconstructor
  88   fHighLowGainFactor = 16. ;   // Adjusted for a low gain range of 82 GeV (10 bits)
  89   fOrder             = 2;      // Order of gamma fn
  90   fTau               = 2.35;   // in units of timebin, from CERN 2007 testbeam
  91   fNoiseThreshold    = 3;      // 3 ADC counts is approx. noise level
  92   fNPedSamples       = 4;      // Less than this value => likely pedestal samples
  93   fRemoveBadChannels = kFALSE; // Do not remove bad channels before fitting
  94   fUseFALTRO         = kTRUE;  // Get the trigger FALTRO information and pass it to digits.
  95   SetFittingAlgorithm(fitAlgo);
  96
  97   //Get Mapping RCU files from the AliEMCALRecParam
  98   const TObjArray* maps = AliEMCALRecParam::GetMappings();
  99   if(!maps) AliFatal("Cannot retrieve ALTRO mappings!!");
 100
 101   for(Int_t i = 0; i < 4; i++) {
 102     fMapping[i] = (AliAltroMapping*)maps->At(i);
 103   }
 104
 105   //To make sure we match with the geometry in a simulation file,
 106   //let's try to get it first.  If not, take the default geometry
 107   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
 108   if (rl && rl->GetAliRun() && rl->GetAliRun()->GetDetector("EMCAL")) {
 109     fGeom = dynamic_cast<AliEMCAL*>(rl->GetAliRun()->GetDetector("EMCAL"))->GetGeometry();
 110   } else {
 111     AliDebug(1, Form("Using default geometry in raw reco"));
 112     fGeom =  AliEMCALGeometry::GetInstance(AliEMCALGeometry::GetDefaultGeometryName());
 113   }
 114
 115   if(!fGeom) AliFatal(Form("Could not get geometry!"));
 116
 117 }
 118
 119 //____________________________________________________________________________
 120 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils(AliEMCALGeometry *pGeometry, fitAlgorithm fitAlgo)
 121   : fHighLowGainFactor(0.), fOrder(0), fTau(0.), fNoiseThreshold(0),
 122     fNPedSamples(0), fGeom(pGeometry), fOption(""),
 123     fRemoveBadChannels(kTRUE),fFittingAlgorithm(0),
 124     fTimeMin(-1.),fTimeMax(1.),
 125     fUseFALTRO(kFALSE),fRawAnalyzer()
 126 {
 127   //
 128   // Initialize with the given geometry - constructor required by HLT
 129   // HLT does not use/support AliRunLoader(s) instances
 130   // This is a minimum intervention solution
 131   // Comment by MPloskon@lbl.gov
 132   //
 133
 134   //These are default parameters.
 135   //Can be re-set from without with setter functions
 136   //Already set in the OCDB and passed via setter in the AliEMCALReconstructor
 137   fHighLowGainFactor = 16. ;   // adjusted for a low gain range of 82 GeV (10 bits)
 138   fOrder             = 2;      // order of gamma fn
 139   fTau               = 2.35;   // in units of timebin, from CERN 2007 testbeam
 140   fNoiseThreshold    = 3;      // 3 ADC counts is approx. noise level
 141   fNPedSamples       = 4;      // Less than this value => likely pedestal samples
 142   fRemoveBadChannels = kFALSE; // Do not remove bad channels before fitting
 143   fUseFALTRO         = kTRUE;  // Get the trigger FALTRO information and pass it to digits.
 144   SetFittingAlgorithm(fitAlgo);
 145
 146   //Get Mapping RCU files from the AliEMCALRecParam
 147   const TObjArray* maps = AliEMCALRecParam::GetMappings();
 148   if(!maps) AliFatal("Cannot retrieve ALTRO mappings!!");
 149
 150   for(Int_t i = 0; i < 4; i++) {
 151     fMapping[i] = (AliAltroMapping*)maps->At(i);
 152   }
 153
 154   if(!fGeom) AliFatal(Form("Could not get geometry!"));
 155
 156 }
 157
 158 //____________________________________________________________________________
 159 AliEMCALRawUtils::AliEMCALRawUtils(const AliEMCALRawUtils& rawU)
 160   : TObject(),
 161     fHighLowGainFactor(rawU.fHighLowGainFactor),
 162     fOrder(rawU.fOrder),
 163     fTau(rawU.fTau),
 164     fNoiseThreshold(rawU.fNoiseThreshold),
 165     fNPedSamples(rawU.fNPedSamples),
 166     fGeom(rawU.fGeom),
 167     fOption(rawU.fOption),
 168     fRemoveBadChannels(rawU.fRemoveBadChannels),
 169     fFittingAlgorithm(rawU.fFittingAlgorithm),
 170     fTimeMin(rawU.fTimeMin),fTimeMax(rawU.fTimeMax),
 171         fUseFALTRO(rawU.fUseFALTRO),
 172     fRawAnalyzer(rawU.fRawAnalyzer)
 173 {
 174   //copy ctor
 175   fMapping[0] = rawU.fMapping[0];
 176   fMapping[1] = rawU.fMapping[1];
 177   fMapping[2] = rawU.fMapping[2];
 178   fMapping[3] = rawU.fMapping[3];
 179 }
 180
 181 //____________________________________________________________________________
 182 AliEMCALRawUtils& AliEMCALRawUtils::operator =(const AliEMCALRawUtils &rawU)
 183 {
 184   //assignment operator
 185
 186   if(this != &rawU) {
 187     fHighLowGainFactor = rawU.fHighLowGainFactor;
 188     fOrder             = rawU.fOrder;
 189     fTau               = rawU.fTau;
 190     fNoiseThreshold    = rawU.fNoiseThreshold;
 191     fNPedSamples       = rawU.fNPedSamples;
 192     fGeom              = rawU.fGeom;
 193     fOption            = rawU.fOption;
 194     fRemoveBadChannels = rawU.fRemoveBadChannels;
 195     fFittingAlgorithm  = rawU.fFittingAlgorithm;
 196         fTimeMin           = rawU.fTimeMin;
 197         fTimeMax           = rawU.fTimeMax;
 198     fUseFALTRO         = rawU.fUseFALTRO;
 199     fRawAnalyzer       = rawU.fRawAnalyzer;
 200     fMapping[0]        = rawU.fMapping[0];
 201     fMapping[1]        = rawU.fMapping[1];
 202     fMapping[2]        = rawU.fMapping[2];
 203     fMapping[3]        = rawU.fMapping[3];
 204   }
 205
 206   return *this;
 207
 208 }
 209
 210 //____________________________________________________________________________
 211 AliEMCALRawUtils::~AliEMCALRawUtils() {
 212   //dtor
 213
 214 }
 215
 216 //____________________________________________________________________________
 217 void AliEMCALRawUtils::Digits2Raw()
 218 {
 219   // convert digits of the current event to raw data
 220
 221   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
 222   AliEMCALLoader *loader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
 223
 224   // get the digits
 225   loader->LoadDigits("EMCAL");
 226   loader->GetEvent();
 227   TClonesArray* digits = loader->Digits() ;
 228
 229   if (!digits) {
 230     Warning("Digits2Raw", "no digits found !");
 231     return;
 232   }
 233
 234   static const Int_t nDDL = 12*2; // 12 SM hardcoded for now. Buffers allocated dynamically, when needed, so just need an upper limit here
 235   AliAltroBuffer* buffers[nDDL];
 236   for (Int_t i=0; i < nDDL; i++)
 237     buffers[i] = 0;
 238
 239   TArrayI adcValuesLow(fgTimeBins);
 240   TArrayI adcValuesHigh(fgTimeBins);
 241
 242   // loop over digits (assume ordered digits)
 243   for (Int_t iDigit = 0; iDigit < digits->GetEntries(); iDigit++) {
 244     AliEMCALDigit* digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>(digits->At(iDigit)) ;
 245     if (digit->GetAmplitude() < fgThreshold)
 246       continue;
 247
 248     //get cell indices
 249     Int_t nSM = 0;
 250     Int_t nIphi = 0;
 251     Int_t nIeta = 0;
 252     Int_t iphi = 0;
 253     Int_t ieta = 0;
 254     Int_t nModule = 0;
 255     fGeom->GetCellIndex(digit->GetId(), nSM, nModule, nIphi, nIeta);
 256     fGeom->GetCellPhiEtaIndexInSModule(nSM, nModule, nIphi, nIeta,iphi, ieta) ;
 257
 258     //Check which is the RCU, 0 or 1, of the cell.
 259     Int_t iRCU = -111;
 260     //RCU0
 261     if (0<=iphi&&iphi<8) iRCU=0; // first cable row
 262     else if (8<=iphi&&iphi<16 && 0<=ieta&&ieta<24) iRCU=0; // first half;
 263     //second cable row
 264     //RCU1
 265     else if(8<=iphi&&iphi<16 && 24<=ieta&&ieta<48) iRCU=1; // second half;
 266     //second cable row
 267     else if(16<=iphi&&iphi<24) iRCU=1; // third cable row
 268
 269     if (nSM%2==1) iRCU = 1 - iRCU; // swap for odd=C side, to allow us to cable both sides the same
 270
 271     if (iRCU<0)
 272       Fatal("Digits2Raw()","Non-existent RCU number: %d", iRCU);
 273
 274     //Which DDL?
 275     Int_t iDDL = fgDDLPerSuperModule* nSM + iRCU;
 276     if (iDDL >= nDDL)
 277       Fatal("Digits2Raw()","Non-existent DDL board number: %d", iDDL);
 278
 279     if (buffers[iDDL] == 0) {
 280       // open new file and write dummy header
 281       TString fileName = AliDAQ::DdlFileName("EMCAL",iDDL);
 282       //Select mapping file RCU0A, RCU0C, RCU1A, RCU1C
 283       Int_t iRCUside=iRCU+(nSM%2)*2;
 284       //iRCU=0 and even (0) SM -> RCU0A.data   0
 285       //iRCU=1 and even (0) SM -> RCU1A.data   1
 286       //iRCU=0 and odd  (1) SM -> RCU0C.data   2
 287       //iRCU=1 and odd  (1) SM -> RCU1C.data   3
 288       //cout<<" nSM "<<nSM<<"; iRCU "<<iRCU<<"; iRCUside "<<iRCUside<<endl;
 289       buffers[iDDL] = new AliAltroBuffer(fileName.Data(),fMapping[iRCUside]);
 290       buffers[iDDL]->WriteDataHeader(kTRUE, kFALSE);  //Dummy;
 291     }
 292
 293     // out of time range signal (?)
 294     if (digit->GetTimeR() > GetRawFormatTimeMax() ) {
 295       AliInfo("Signal is out of time range.\n");
 296       buffers[iDDL]->FillBuffer((Int_t)digit->GetAmplitude());
 297       buffers[iDDL]->FillBuffer(GetRawFormatTimeBins() );  // time bin
 298       buffers[iDDL]->FillBuffer(3);          // bunch length
 299       buffers[iDDL]->WriteTrailer(3, ieta, iphi, nSM);  // trailer
 300       // calculate the time response function
 301     } else {
 302       Bool_t lowgain = RawSampledResponse(digit->GetTimeR(), digit->GetAmplitude(), adcValuesHigh.GetArray(), adcValuesLow.GetArray()) ;
 303       if (lowgain)
 304         buffers[iDDL]->WriteChannel(ieta, iphi, 0, GetRawFormatTimeBins(), adcValuesLow.GetArray(), fgThreshold);
 305       else
 306         buffers[iDDL]->WriteChannel(ieta,iphi, 1, GetRawFormatTimeBins(), adcValuesHigh.GetArray(), fgThreshold);
 307     }
 308   }
 309
 310   // write headers and close files
 311   for (Int_t i=0; i < nDDL; i++) {
 312     if (buffers[i]) {
 313       buffers[i]->Flush();
 314       buffers[i]->WriteDataHeader(kFALSE, kFALSE);
 315       delete buffers[i];
 316     }
 317   }
 318
 319   loader->UnloadDigits();
 320 }
 321
 322 //____________________________________________________________________________
 323 void AliEMCALRawUtils::Raw2Digits(AliRawReader* reader,TClonesArray *digitsArr, const AliCaloCalibPedestal* pedbadmap, TClonesArray *digitsTRG)
 324 {
 325   // convert raw data of the current event to digits
 326
 327   digitsArr->Clear();
 328
 329   if (!digitsArr) {
 330     Error("Raw2Digits", "no digits found !");
 331     return;
 332   }
 333   if (!reader) {
 334     Error("Raw2Digits", "no raw reader found !");
 335     return;
 336   }
 337
 338   AliCaloRawStreamV3 in(reader,"EMCAL",fMapping);
 339   // Select EMCAL DDL's;
 340   reader->Select("EMCAL",0,43); // 43 = AliEMCALGeoParams::fgkLastAltroDDL
 341
 342   // fRawAnalyzer setup
 343   fRawAnalyzer->SetNsampleCut(5); // requirement for fits to be done, for the new methods
 344   fRawAnalyzer->SetOverflowCut(fgkOverflowCut);
 345   fRawAnalyzer->SetAmpCut(fNoiseThreshold);
 346   fRawAnalyzer->SetFitArrayCut(fNoiseThreshold);
 347   fRawAnalyzer->SetIsZeroSuppressed(true); // TMP - should use stream->IsZeroSuppressed(), or altro cfg registers later
 348
 349   // channel info parameters
 350   Int_t lowGain  = 0;
 351   Int_t caloFlag = 0; // low, high gain, or TRU, or LED ref.
 352
 353   // start loop over input stream
 354   while (in.NextDDL()) {
 355
 356 //    if ( in.GetDDLNumber() != 0 && in.GetDDLNumber() != 2 ) continue;
 357
 358     while (in.NextChannel()) {
 359
 360       //Check if the signal  is high or low gain and then do the fit,
 361       //if it  is from TRU or LEDMon do not fit
 362       caloFlag = in.GetCaloFlag();
 363 //              if (caloFlag != 0 && caloFlag != 1) continue;
 364           if (caloFlag > 2) continue; // Work with ALTRO and FALTRO
 365
 366       //Do not fit bad channels of ALTRO
 367       if(caloFlag < 2 && fRemoveBadChannels && pedbadmap->IsBadChannel(in.GetModule(),in.GetColumn(),in.GetRow())) {
 368         //printf("Tower from SM %d, column %d, row %d is BAD!!! Skip \n", in.GetModule(),in.GetColumn(),in.GetRow());
 369         continue;
 370       }
 371
 372       vector<AliCaloBunchInfo> bunchlist;
 373       while (in.NextBunch()) {
 374         bunchlist.push_back( AliCaloBunchInfo(in.GetStartTimeBin(), in.GetBunchLength(), in.GetSignals() ) );
 375       } // loop over bunches
 376
 377
 378       if ( caloFlag < 2 ){ // ALTRO
 379
 380         Float_t time = 0;
 381         Float_t amp  = 0;
 382         short timeEstimate  = 0;
 383         Float_t ampEstimate = 0;
 384         Bool_t fitDone = kFALSE;
 385         Float_t chi2 = 0;
 386         Int_t ndf = 0;
 387
 388       if ( fFittingAlgorithm == kFastFit || fFittingAlgorithm == kNeuralNet || fFittingAlgorithm == kLMS || fFittingAlgorithm == kPeakFinder || fFittingAlgorithm == kCrude) {
 389         // all functionality to determine amp and time etc is encapsulated inside the Evaluate call for these methods
 390         AliCaloFitResults fitResults = fRawAnalyzer->Evaluate( bunchlist, in.GetAltroCFG1(), in.GetAltroCFG2());
 391
 392         amp          = fitResults.GetAmp();
 393         time         = fitResults.GetTime();
 394         timeEstimate = fitResults.GetMaxTimebin();
 395         ampEstimate  = fitResults.GetMaxSig();
 396         chi2 = fitResults.GetChi2();
 397         ndf = fitResults.GetNdf();
 398         if (fitResults.GetStatus() == AliCaloFitResults::kFitPar) {
 399           fitDone = kTRUE;
 400         }
 401       }
 402       else { // for the other methods we for now use the functionality of
 403         // AliCaloRawAnalyzer as well, to select samples and prepare for fits,
 404         // if it looks like there is something to fit
 405
 406         // parameters init.
 407         Float_t pedEstimate  = 0;
 408         short maxADC = 0;
 409         Int_t first = 0;
 410         Int_t last = 0;
 411         Int_t bunchIndex = 0;
 412         //
 413         // The PreFitEvaluateSamples + later call to FitRaw will hopefully
 414         // be replaced by a single Evaluate call or so soon, like for the other
 415         // methods, but this should be good enough for evaluation of
 416         // the methods for now (Jan. 2010)
 417         //
 418         int nsamples = fRawAnalyzer->PreFitEvaluateSamples( bunchlist, in.GetAltroCFG1(), in.GetAltroCFG2(), bunchIndex, ampEstimate, maxADC, timeEstimate, pedEstimate, first, last);
 419
 420         if (ampEstimate >= fNoiseThreshold) { // something worth looking at
 421
 422           time = timeEstimate; // maxrev in AliCaloRawAnalyzer speak; comes with an offset w.r.t. real timebin
 423           Int_t timebinOffset = bunchlist.at(bunchIndex).GetStartBin() - (bunchlist.at(bunchIndex).GetLength()-1);
 424           amp = ampEstimate;
 425
 426           if ( nsamples > 1 && maxADC<fgkOverflowCut ) { // possibly something to fit
 427             FitRaw(first, last, amp, time, chi2, fitDone);
 428             time += timebinOffset;
 429             timeEstimate += timebinOffset;
 430             ndf = nsamples - 2;
 431           }
 432
 433         } // ampEstimate check
 434       } // method selection
 435
 436       if ( fitDone ) { // brief sanity check of fit results
 437         Float_t ampAsymm = (amp - ampEstimate)/(amp + ampEstimate);
 438         Float_t timeDiff = time - timeEstimate;
 439         if ( (TMath::Abs(ampAsymm) > 0.1) || (TMath::Abs(timeDiff) > 2) ) {
 440           // AliDebug(2,Form("Fit results amp %f time %f not consistent with expectations amp %f time %d", amp, time, ampEstimate, timeEstimate));
 441
 442           // for now just overwrite the fit results with the simple/initial estimate
 443           amp     = ampEstimate;
 444           time    = timeEstimate;
 445           fitDone = kFALSE;
 446         }
 447       } // fitDone
 448
 449       if (amp >= fNoiseThreshold) { // something to be stored
 450         if ( ! fitDone) { // smear ADC with +- 0.5 uniform (avoid discrete effects)
 451           amp += (0.5 - gRandom->Rndm()); // Rndm generates a number in ]0,1]
 452         }
 453
 454         Int_t id = fGeom->GetAbsCellIdFromCellIndexes(in.GetModule(), in.GetRow(), in.GetColumn()) ;
 455         lowGain  = in.IsLowGain();
 456
 457         // go from time-bin units to physical time fgtimetrigger
 458         time = time * GetRawFormatTimeBinWidth(); // skip subtraction of fgTimeTrigger?
 459         // subtract RCU L1 phase (L1Phase is in seconds) w.r.t. L0:
 460         time -= in.GetL1Phase();
 461
 462         AliDebug(2,Form("id %d lowGain %d amp %g", id, lowGain, amp));
 463         // printf("Added tower: SM %d, row %d, column %d, amp %3.2f\n",in.GetModule(), in.GetRow(), in.GetColumn(),amp);
 464         AddDigit(digitsArr, id, lowGain, amp, time, chi2, ndf);
 465       }
 466
 467         }//ALTRO
 468         else if(fUseFALTRO)
 469         {// Fake ALTRO
 470                 //              if (maxTimeBin && gSig->GetN() > maxTimeBin + 10) gSig->Set(maxTimeBin + 10); // set actual max size of TGraph
 471                 Int_t    hwAdd    = in.GetHWAddress();
 472                 UShort_t iRCU     = in.GetDDLNumber() % 2; // 0/1
 473                 UShort_t iBranch  = ( hwAdd >> 11 ) & 0x1; // 0/1
 474
 475                 // Now find TRU number
 476                 Int_t itru = 3 * in.GetModule() + ( (iRCU << 1) | iBranch ) - 1;
 477
 478                 AliDebug(1,Form("Found TRG digit in TRU: %2d ADC: %2d",itru,in.GetColumn()));
 479
 480                 Int_t idtrg;
 481
 482                 Bool_t isOK = fGeom->GetAbsFastORIndexFromTRU(itru, in.GetColumn(), idtrg);
 483
 484                 Int_t timeSamples[256]; for (Int_t j=0;j<256;j++) timeSamples[j] = 0;
 485                 Int_t nSamples = 0;
 486
 487                 for (std::vector<AliCaloBunchInfo>::iterator itVectorData = bunchlist.begin(); itVectorData != bunchlist.end(); itVectorData++)
 488                 {
 489                         AliCaloBunchInfo bunch = *(itVectorData);
 490
 491                         const UShort_t* sig = bunch.GetData();
 492                         Int_t startBin = bunch.GetStartBin();
 493
 494                         for (Int_t iS = 0; iS < bunch.GetLength(); iS++)
 495                         {
 496                                 Int_t time = startBin--;
 497                                 Int_t amp  = sig[iS];
 498
 499                                 if ( amp ) timeSamples[nSamples++] = ( ( time << 12 ) & 0xFF000 ) | ( amp & 0xFFF );
 500                         }
 501                 }
 502
 503                 if (nSamples && isOK) AddDigit(digitsTRG, idtrg, timeSamples, nSamples);
 504         }//Fake ALTRO
 505    } // end while over channel
 506   } //end while over DDL's, of input stream
 507
 508   TrimDigits(digitsArr);
 509
 510   return ;
 511 }
 512
 513 //____________________________________________________________________________
 514 void AliEMCALRawUtils::AddDigit(TClonesArray *digitsArr, Int_t id, Int_t timeSamples[], Int_t nSamples)
 515 {
 516   //Add raw sample to raw digit
 517   new((*digitsArr)[digitsArr->GetEntriesFast()]) AliEMCALRawDigit(id, timeSamples, nSamples);
 518
 519   //    Int_t idx = digitsArr->GetEntriesFast()-1;
 520   //    AliEMCALRawDigit* d = (AliEMCALRawDigit*)digitsArr->At(idx);
 521 }
 522
 523 //____________________________________________________________________________
 524 void AliEMCALRawUtils::AddDigit(TClonesArray *digitsArr, Int_t id, Int_t lowGain, Float_t amp, Float_t time, Float_t chi2, Int_t ndf) {
 525   //
 526   // Add a new digit.
 527   // This routine checks whether a digit exists already for this tower
 528   // and then decides whether to use the high or low gain info
 529   //
 530   // Called by Raw2Digits
 531
 532   AliEMCALDigit *digit = 0, *tmpdigit = 0;
 533   TIter nextdigit(digitsArr);
 534   while (digit == 0 && (tmpdigit = (AliEMCALDigit*) nextdigit())) {
 535     if (tmpdigit->GetId() == id) digit = tmpdigit;
 536   }
 537
 538   if (!digit) { // no digit existed for this tower; create one
 539                 Int_t type = AliEMCALDigit::kHG; // use enum in AliEMCALDigit
 540                 if (lowGain) {
 541                         amp *= fHighLowGainFactor;
 542                         type = AliEMCALDigit::kLGnoHG;
 543                 }
 544                 Int_t idigit = digitsArr->GetEntries();
 545                 new((*digitsArr)[idigit]) AliEMCALDigit( -1, -1, id, amp, time, type, idigit, chi2, ndf);
 546                 AliDebug(2,Form("Add digit Id %d for the first time, type %d", id, type));
 547   }//digit added first time
 548   else { // a digit already exists, check range
 549                 // (use high gain if signal < cut value, otherwise low gain)
 550                 if (lowGain) { // new digit is low gain
 551                         if (digit->GetAmplitude() > fgkOverflowCut) {  // use if previously stored (HG) digit is out of range
 552                                 digit->SetAmplitude(fHighLowGainFactor * amp);
 553                                 digit->SetTime(time);
 554                                 digit->SetType(AliEMCALDigit::kLG);
 555                                 AliDebug(2,Form("Add LG digit ID %d for the second time, type %d", digit->GetId(), digit->GetType()));
 556                         }
 557                 }//new low gain digit
 558                 else { // new digit is high gain
 559                         if (amp < fgkOverflowCut) { // new digit is high gain; use if not out of range
 560                                 digit->SetAmplitude(amp);
 561                                 digit->SetTime(time);
 562                                 digit->SetType(AliEMCALDigit::kHG);
 563                                 AliDebug(2,Form("Add HG digit ID %d for the second time, type %d", digit->GetId(), digit->GetType()));
 564                         }
 565                         else { // HG out of range, just change flag value to show that HG did exist
 566                                 digit->SetType(AliEMCALDigit::kLG);
 567                                 AliDebug(2,Form("Change LG digit to HG, ID %d, type %d", digit->GetId(), digit->GetType()));
 568                         }
 569                 }//new high gain digit
 570   }//digit existed replace it
 571
 572 }
 573
 574 //____________________________________________________________________________
 575 void AliEMCALRawUtils::TrimDigits(TClonesArray *digitsArr)
 576 {
 577   // Remove digits with only low gain and large time
 578
 579   AliEMCALDigit *digit = 0;
 580   Int_t n = 0;
 581   Int_t nDigits = digitsArr->GetEntriesFast();
 582   TIter nextdigit(digitsArr);
 583   while ((digit = (AliEMCALDigit*) nextdigit())) {
 584
 585     //Check if only LG existed, remove if so
 586     if (digit->GetType() == AliEMCALDigit::kLGnoHG) {
 587       AliDebug(1,Form("Remove digit with id %d, LGnoHG",digit->GetId()));
 588       digitsArr->Remove(digit);
 589     }
 590     //Check if time is too large or too small, remove if so
 591     else if(fTimeMin > digit->GetTime() || fTimeMax < digit->GetTime()) {
 592       digitsArr->Remove(digit);
 593       AliDebug(1,Form("Remove digit with id %d, Bad Time %e",digit->GetId(), digit->GetTime()));
 594     }
 595     // Check if Chi2 is undefined
 596     else if (0 > digit->GetChi2()) {
 597       digitsArr->Remove(digit);
 598       AliDebug(1,Form("Remove digit with id %d, Bad Chi2 %e",digit->GetId(), digit->GetChi2()));
 599     }
 600     //Good digit, just reassign the index of the digit in case there was a previous removal
 601     else {
 602       digit->SetIndexInList(n);
 603       n++;
 604     }
 605   }//while
 606
 607   digitsArr->Compress();
 608   AliDebug(1,Form("N Digits before trimming : %d; after array compression %d",nDigits,digitsArr->GetEntriesFast()));
 609
 610 }
 611
 612 //____________________________________________________________________________
 613 void AliEMCALRawUtils::FitRaw(const Int_t firstTimeBin, const Int_t lastTimeBin, Float_t & amp, Float_t & time, Float_t & chi2, Bool_t & fitDone) const
 614 { // Fits the raw signal time distribution
 615
 616   //--------------------------------------------------
 617   //Do the fit, different fitting algorithms available
 618   //--------------------------------------------------
 619   int nsamples = lastTimeBin - firstTimeBin + 1;
 620   fitDone = kFALSE;
 621
 622   switch(fFittingAlgorithm) {
 623   case kStandard:
 624     {
 625       if (nsamples < 3) { return; } // nothing much to fit
 626       //printf("Standard fitter \n");
 627
 628       // Create Graph to hold data we will fit
 629       TGraph *gSig =  new TGraph( nsamples);
 630       for (int i=0; i<nsamples; i++) {
 631         Int_t timebin = firstTimeBin + i;
 632         gSig->SetPoint(i, timebin, fRawAnalyzer->GetReversed(timebin));
 633       }
 634
 635       TF1 * signalF = new TF1("signal", RawResponseFunction, 0, GetRawFormatTimeBins(), 5);
 636       signalF->SetParameters(10.,5.,fTau,fOrder,0.); //set all defaults once, just to be safe
 637       signalF->SetParNames("amp","t0","tau","N","ped");
 638       signalF->FixParameter(2,fTau); // tau in units of time bin
 639       signalF->FixParameter(3,fOrder); // order
 640       signalF->FixParameter(4, 0); // pedestal should be subtracted when we get here
 641       signalF->SetParameter(1, time);
 642       signalF->SetParameter(0, amp);
 643       // set rather loose parameter limits
 644       signalF->SetParLimits(0, 0.5*amp, 2*amp );
 645       signalF->SetParLimits(1, time - 4, time + 4);
 646
 647       try {
 648         gSig->Fit(signalF, "QROW"); // Note option 'W': equal errors on all points
 649         // assign fit results
 650         amp  = signalF->GetParameter(0);
 651         time = signalF->GetParameter(1);
 652         chi2 = signalF->GetChisquare();
 653         fitDone = kTRUE;
 654       }
 655       catch (const std::exception & e) {
 656         AliError( Form("TGraph Fit exception %s", e.what()) );
 657         // stay with default amp and time in case of exception, i.e. no special action required
 658         fitDone = kFALSE;
 659       }
 660       delete signalF;
 661
 662       //printf("Std   : Amp %f, time %g\n",amp, time);
 663       delete gSig; // delete TGraph
 664
 665       break;
 666     }//kStandard Fitter
 667     //----------------------------
 668   case kLogFit:
 669     {
 670       if (nsamples < 3) { return; } // nothing much to fit
 671       //printf("LogFit \n");
 672
 673       // Create Graph to hold data we will fit
 674       TGraph *gSigLog =  new TGraph( nsamples);
 675       for (int i=0; i<nsamples; i++) {
 676         Int_t timebin = firstTimeBin + i;
 677         gSigLog->SetPoint(timebin, timebin, TMath::Log(fRawAnalyzer->GetReversed(timebin) ) );
 678       }
 679
 680       TF1 * signalFLog = new TF1("signalLog", RawResponseFunctionLog, 0, GetRawFormatTimeBins(), 5);
 681       signalFLog->SetParameters(2.3, 5.,fTau,fOrder,0.); //set all defaults once, just to be safe
 682       signalFLog->SetParNames("amplog","t0","tau","N","ped");
 683       signalFLog->FixParameter(2,fTau); // tau in units of time bin
 684       signalFLog->FixParameter(3,fOrder); // order
 685       signalFLog->FixParameter(4, 0); // pedestal should be subtracted when we get here
 686       signalFLog->SetParameter(1, time);
 687       if (amp>=1) {
 688         signalFLog->SetParameter(0, TMath::Log(amp));
 689       }
 690
 691       gSigLog->Fit(signalFLog, "QROW"); // Note option 'W': equal errors on all points
 692
 693       // assign fit results
 694       Double_t amplog = signalFLog->GetParameter(0); //Not Amp, but Log of Amp
 695       amp = TMath::Exp(amplog);
 696       time = signalFLog->GetParameter(1);
 697       fitDone = kTRUE;
 698
 699       delete signalFLog;
 700       //printf("LogFit: Amp %f, time %g\n",amp, time);
 701       delete gSigLog;
 702       break;
 703     } //kLogFit
 704     //----------------------------
 705
 706     //----------------------------
 707   }//switch fitting algorithms
 708
 709   return;
 710 }
 711
 712 //__________________________________________________________________
 713 void AliEMCALRawUtils::FitParabola(const TGraph *gSig, Float_t & amp) const
 714 {
 715   //BEG YS alternative methods to calculate the amplitude
 716   Double_t * ymx = gSig->GetX() ;
 717   Double_t * ymy = gSig->GetY() ;
 718   const Int_t kN = 3 ;
 719   Double_t ymMaxX[kN] = {0., 0., 0.} ;
 720   Double_t ymMaxY[kN] = {0., 0., 0.} ;
 721   Double_t ymax = 0. ;
 722   // find the maximum amplitude
 723   Int_t ymiMax = 0 ;
 724   for (Int_t ymi = 0; ymi < gSig->GetN(); ymi++) {
 725     if (ymy[ymi] > ymMaxY[0] ) {
 726       ymMaxY[0] = ymy[ymi] ; //<========== This is the maximum amplitude
 727       ymMaxX[0] = ymx[ymi] ;
 728       ymiMax = ymi ;
 729     }
 730   }
 731   // find the maximum by fitting a parabola through the max and the two adjacent samples
 732   if ( ymiMax < gSig->GetN()-1 && ymiMax > 0) {
 733     ymMaxY[1] = ymy[ymiMax+1] ;
 734     ymMaxY[2] = ymy[ymiMax-1] ;
 735     ymMaxX[1] = ymx[ymiMax+1] ;
 736     ymMaxX[2] = ymx[ymiMax-1] ;
 737     if (ymMaxY[0]*ymMaxY[1]*ymMaxY[2] > 0) {
 738       //fit a parabola through the 3 points y= a+bx+x*x*x
 739       Double_t sy = 0 ;
 740       Double_t sx = 0 ;
 741       Double_t sx2 = 0 ;
 742       Double_t sx3 = 0 ;
 743       Double_t sx4 = 0 ;
 744       Double_t sxy = 0 ;
 745       Double_t sx2y = 0 ;
 746       for (Int_t i = 0; i < kN ; i++) {
 747         sy += ymMaxY[i] ;
 748         sx += ymMaxX[i] ;
 749         sx2 += ymMaxX[i]*ymMaxX[i] ;
 750         sx3 += ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxX[i] ;
 751         sx4 += ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxX[i] ;
 752         sxy += ymMaxX[i]*ymMaxY[i] ;
 753         sx2y += ymMaxX[i]*ymMaxX[i]*ymMaxY[i] ;
 754       }
 755       Double_t cN = (sx2y*kN-sy*sx2)*(sx3*sx-sx2*sx2)-(sx2y*sx-sxy*sx2)*(sx3*kN-sx*sx2);
 756       Double_t cD = (sx4*kN-sx2*sx2)*(sx3*sx-sx2*sx2)-(sx4*sx-sx3*sx2)*(sx3*kN-sx*sx2) ;
 757       Double_t c  = cN / cD ;
 758       Double_t b  = ((sx2y*kN-sy*sx2)-c*(sx4*kN-sx2*sx2))/(sx3*kN-sx*sx2) ;
 759       Double_t a  = (sy-b*sx-c*sx2)/kN  ;
 760       Double_t xmax = -b/(2*c) ;
 761       ymax = a + b*xmax + c*xmax*xmax ;//<========== This is the maximum amplitude
 762       amp = ymax;
 763     }
 764   }
 765
 766   Double_t diff = TMath::Abs(1-ymMaxY[0]/amp) ;
 767   if (diff > 0.1)
 768     amp = ymMaxY[0] ;
 769   //printf("Yves   : Amp %f, time %g\n",amp, time);
 770   //END YS
 771   return;
 772 }
 773
 774 //__________________________________________________________________
 775 Double_t AliEMCALRawUtils::RawResponseFunction(Double_t *x, Double_t *par)
 776 {
 777   // Matches version used in 2007 beam test
 778   //
 779   // Shape of the electronics raw reponse:
 780   // It is a semi-gaussian, 2nd order Gamma function of the general form
 781   //
 782   // xx = (t - t0 + tau) / tau  [xx is just a convenient help variable]
 783   // F = A * (xx**N * exp( N * ( 1 - xx) )   for xx >= 0
 784   // F = 0                                   for xx < 0
 785   //
 786   // parameters:
 787   // A:   par[0]   // Amplitude = peak value
 788   // t0:  par[1]
 789   // tau: par[2]
 790   // N:   par[3]
 791   // ped: par[4]
 792   //
 793   Double_t signal ;
 794   Double_t tau =par[2];
 795   Double_t n =par[3];
 796   Double_t ped = par[4];
 797   Double_t xx = ( x[0] - par[1] + tau ) / tau ;
 798
 799   if (xx <= 0)
 800     signal = ped ;
 801   else {
 802     signal = ped + par[0] * TMath::Power(xx , n) * TMath::Exp(n * (1 - xx )) ;
 803   }
 804   return signal ;
 805 }
 806
 807 //__________________________________________________________________
 808 Double_t AliEMCALRawUtils::RawResponseFunctionLog(Double_t *x, Double_t *par)
 809 {
 810   // Matches version used in 2007 beam test
 811   //
 812   // Shape of the electronics raw reponse:
 813   // It is a semi-gaussian, 2nd order Gamma function of the general form
 814   //
 815   // xx = (t - t0 + tau) / tau  [xx is just a convenient help variable]
 816   // F = A * (xx**N * exp( N * ( 1 - xx) )   for xx >= 0
 817   // F = 0                                   for xx < 0
 818   //
 819   // parameters:
 820   // Log[A]:   par[0]   // Amplitude = peak value
 821   // t0:  par[1]
 822   // tau: par[2]
 823   // N:   par[3]
 824   // ped: par[4]
 825   //
 826   Double_t signal ;
 827   Double_t tau =par[2];
 828   Double_t n =par[3];
 829   //Double_t ped = par[4]; // not used
 830   Double_t xx = ( x[0] - par[1] + tau ) / tau ;
 831
 832   if (xx < 0)
 833     signal = par[0] - n*TMath::Log(TMath::Abs(xx)) + n * (1 - xx ) ;
 834   else {
 835     signal = par[0] + n*TMath::Log(xx) + n * (1 - xx ) ;
 836   }
 837   return signal ;
 838 }
 839
 840 //__________________________________________________________________
 841 Bool_t AliEMCALRawUtils::RawSampledResponse(const Double_t dtime, const Double_t damp, Int_t * adcH, Int_t * adcL, const Int_t keyErr) const
 842 {
 843   // for a start time dtime and an amplitude damp given by digit,
 844   // calculates the raw sampled response AliEMCAL::RawResponseFunction
 845
 846   Bool_t lowGain = kFALSE ;
 847
 848   // A:   par[0]   // Amplitude = peak value
 849   // t0:  par[1]
 850   // tau: par[2]
 851   // N:   par[3]
 852   // ped: par[4]
 853
 854   TF1 signalF("signal", RawResponseFunction, 0, GetRawFormatTimeBins(), 5);
 855   signalF.SetParameter(0, damp) ;
 856   signalF.SetParameter(1, (dtime + fgTimeTrigger)/fgTimeBinWidth) ;
 857   signalF.SetParameter(2, fTau) ;
 858   signalF.SetParameter(3, fOrder);
 859   signalF.SetParameter(4, fgPedestalValue);
 860
 861   Double_t signal=0.0, noise=0.0;
 862   for (Int_t iTime = 0; iTime < GetRawFormatTimeBins(); iTime++) {
 863     signal = signalF.Eval(iTime) ;
 864
 865     // Next lines commeted for the moment but in principle it is not necessary to add
 866     // extra noise since noise already added at the digits level.
 867
 868     //According to Terry Awes, 13-Apr-2008
 869     //add gaussian noise in quadrature to each sample
 870     //Double_t noise = gRandom->Gaus(0.,fgFEENoise);
 871     //signal = sqrt(signal*signal + noise*noise);
 872
 873     // March 17,09 for fast fit simulations by Alexei Pavlinov.
 874     // Get from PHOS analysis. In some sense it is open questions.
 875         if(keyErr>0) {
 876                 noise = gRandom->Gaus(0.,fgFEENoise);
 877                 signal += noise;
 878         }
 879
 880     adcH[iTime] =  static_cast<Int_t>(signal + 0.5) ;
 881     if ( adcH[iTime] > fgkRawSignalOverflow ){  // larger than 10 bits
 882       adcH[iTime] = fgkRawSignalOverflow ;
 883       lowGain = kTRUE ;
 884     }
 885
 886     signal /= fHighLowGainFactor;
 887
 888     adcL[iTime] =  static_cast<Int_t>(signal + 0.5) ;
 889     if ( adcL[iTime] > fgkRawSignalOverflow)  // larger than 10 bits
 890       adcL[iTime] = fgkRawSignalOverflow ;
 891   }
 892   return lowGain ;
 893 }
 894
 895 //__________________________________________________________________
 896 void AliEMCALRawUtils::CalculateChi2(const Double_t* t, const Double_t* y, const Int_t nPoints,
 897 const Double_t sig, const Double_t tau, const Double_t amp, const Double_t t0, Double_t &chi2)
 898 {
 899   //   Input:
 900   //   t[]   - array of time bins
 901   //   y[]   - array of amplitudes after pedestal subtractions;
 902   //   nPoints  - number of points
 903   //   sig   - error of amplitude measurement (one value for all channels)
 904   //           if sig<0 that mean sig=1.
 905   //   tau   - filter time response (in timebin units)
 906   //   amp   - amplitude at t0;
 907   //   t0    - time of max amplitude;
 908   // Output:
 909   //   chi2 - chi2
 910   //   ndf = nPoints - 2 when tau fixed
 911   //   ndf = nPoints - 3 when tau free
 912   static Double_t par[5]={0.0, 0.0, 0.0, 2.0, 0.0};
 913
 914   par[0] = amp;
 915   par[1] = t0;
 916   par[2] = tau;
 917   // par[3]=n=2.; par[4]=ped=0.0
 918
 919   Double_t dy = 0.0, x = 0.0, f=0.0;
 920   for(Int_t i=0; i<nPoints; i++){
 921     x     = t[i];
 922     f     = RawResponseFunction(&x, par);
 923     dy    = y[i] - f;
 924     chi2 += dy*dy;
 925     printf(" AliEMCALRawUtils::CalculateChi2 : %i : y %f -> f %f : dy %f \n", i, y[i], f, dy);
 926   }
 927   if(sig>0.0) chi2 /= (sig*sig);
 928 }
 929
 930 //__________________________________________________________________
 931 void AliEMCALRawUtils::SetFittingAlgorithm(Int_t fitAlgo)
 932 {
 933         //Set fitting algorithm and initialize it if this same algorithm was not set before.
 934         //printf("**** Set Algorithm , number %d ****\n",fitAlgo);
 935
 936         if(fitAlgo == fFittingAlgorithm && fRawAnalyzer) {
 937                 //Do nothing, this same algorithm already set before.
 938                 //printf("**** Algorithm already set before, number %d, %s ****\n",fitAlgo, fRawAnalyzer->GetName());
 939                 return;
 940         }
 941         //Initialize the requested algorithm
 942         if(fitAlgo != fFittingAlgorithm || !fRawAnalyzer) {
 943                 //printf("**** Init Algorithm , number %d ****\n",fitAlgo);
 944
 945                 fFittingAlgorithm = fitAlgo;
 946                 if (fRawAnalyzer) delete fRawAnalyzer;  // delete prev. analyzer if existed.
 947
 948                 if (fitAlgo == kFastFit) {
 949                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerFastFit();
 950                 }
 951                 else if (fitAlgo == kNeuralNet) {
 952                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerNN();
 953                 }
 954                 else if (fitAlgo == kLMS) {
 955                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerLMS();
 956                 }
 957                 else if (fitAlgo == kPeakFinder) {
 958                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerPeakFinder();
 959                 }
 960                 else if (fitAlgo == kCrude) {
 961                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzerCrude();
 962                 }
 963                 else {
 964                         fRawAnalyzer = new AliCaloRawAnalyzer();
 965                 }
 966         }
 967
 968 }
 969
 970