EMCAL/AliEMCALTrigger.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 /* $Id$ */
  16 /* $Log $ */
  17
  18 //_________________________________________________________________________
  19 //
  20 //  Class for trigger analysis.
  21 //  Digits are grouped in TRU's (384 cells? ordered fNTRUPhi x fNTRUEta).
  22 //  The algorithm searches all possible 4x4 cell combinations per each TRU,
  23 //  adding the digits amplitude and finding the maximum. Maximums are compared
  24 //  to triggers threshold and they are set. Thresholds need to be fixed.
  25 //  Last 2 modules are half size in Phi, I considered that the number of TRU
  26 //  is maintained for the last modules but decision not taken. If different,
  27 //  then this must be changed.
  28 //  Usage:
  29 //
  30 //  //Inside the event loop
  31 //  AliEMCALTrigger *tr = new AliEMCALTrigger();//Init Trigger
  32 //  tr->SetL0Threshold(100);
  33 //  tr->SetL1JetLowPtThreshold(1000);
  34 //  tr->SetL1JetMediumPtThreshold(10000);
  35 //  tr->SetL1JetHighPtThreshold(20000);
  36 //  tr->Trigger(); //Execute Trigger
  37 //  tr->Print(""); //Print results
  38 //
  39 //*-- Author: Gustavo Conesa & Yves Schutz (IFIC, CERN)
  40 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  41
  42
  43 // --- ROOT system ---
  44 //#include "TMatrixD.h"
  45
  46 // --- ALIROOT system ---
  47
  48 #include "AliRun.h"
  49 #include "AliRunLoader.h"
  50 #include "AliTriggerInput.h"
  51 #include "AliEMCAL.h"
  52 #include "AliEMCALLoader.h"
  53 #include "AliEMCALDigit.h"
  54 #include "AliEMCALTrigger.h"
  55 #include "AliEMCALGeometry.h"
  56
  57 ClassImp(AliEMCALTrigger)
  58
  59 //______________________________________________________________________
  60 AliEMCALTrigger::AliEMCALTrigger()
  61   : AliTriggerDetector(),
  62     f2x2MaxAmp(-1), f2x2CellPhi(-1),  f2x2CellEta(-1),
  63     f4x4MaxAmp(-1), f4x4CellPhi(-1),  f4x4CellEta(-1),
  64     fL0Threshold(100),fL1JetLowPtThreshold(200),
  65     fL1JetMediumPtThreshold(500), fL1JetHighPtThreshold(1000),
  66     fSimulation(kTRUE)
  67
  68 {
  69   //ctor
  70
  71   fADCValuesHigh4x4 = 0x0; //new Int_t[fTimeBins];
  72   fADCValuesLow4x4  = 0x0; //new Int_t[fTimeBins];
  73   fADCValuesHigh2x2 = 0x0; //new Int_t[fTimeBins];
  74   fADCValuesLow2x2  = 0x0; //new Int_t[fTimeBins];
  75
  76   fDigitsList = 0x0 ;
  77
  78
  79   SetName("EMCAL");
  80   CreateInputs();
  81
  82    //Print("") ;
  83 }
  84
  85
  86
  87 //____________________________________________________________________________
  88 AliEMCALTrigger::AliEMCALTrigger(const AliEMCALTrigger & trig)
  89   : AliTriggerDetector(trig)
  90 {
  91
  92   // cpy ctor
  93
  94   f2x2MaxAmp               = trig.f2x2MaxAmp ;
  95   f4x4MaxAmp               = trig.f4x4MaxAmp ;
  96   f2x2CellPhi              = trig.f2x2CellPhi ;
  97   f4x4CellPhi              = trig.f4x4CellPhi ;
  98   f2x2CellEta              = trig.f2x2CellEta ;
  99   f4x4CellEta              = trig.f4x4CellEta ;
 100   fADCValuesHigh4x4        = trig.fADCValuesHigh4x4 ;
 101   fADCValuesLow4x4         = trig.fADCValuesLow4x4  ;
 102   fADCValuesHigh2x2        = trig.fADCValuesHigh2x2 ;
 103   fADCValuesLow2x2         = trig.fADCValuesLow2x2  ;
 104   fDigitsList              = trig.fDigitsList ;
 105   fL0Threshold             = trig.fL0Threshold ;
 106   fL1JetLowPtThreshold     = trig.fL1JetLowPtThreshold ;
 107   fL1JetMediumPtThreshold  = trig.fL1JetMediumPtThreshold ;
 108   fL1JetHighPtThreshold    = trig.fL1JetHighPtThreshold ;
 109   fSimulation              = trig.fSimulation ;
 110
 111
 112
 113 }
 114
 115 //----------------------------------------------------------------------
 116 void AliEMCALTrigger::CreateInputs()
 117 {
 118    // inputs
 119
 120    // Do not create inputs again!!
 121    if( fInputs.GetEntriesFast() > 0 ) return;
 122
 123    fInputs.AddLast( new AliTriggerInput( "EMCAL_L0",       "EMCAL L0", 0x02 ) );
 124    fInputs.AddLast( new AliTriggerInput( "EMCAL_JetHPt_L1","EMCAL Jet High Pt L1",   0x04 ) );
 125    fInputs.AddLast( new AliTriggerInput( "EMCAL_JetMPt_L1","EMCAL Jet Medium Pt L1", 0x08 ) );
 126    fInputs.AddLast( new AliTriggerInput( "EMCAL_JetLPt_L1","EMCAL Jet Low Pt L1",    0x016 ) );
 127
 128 }
 129
 130 //____________________________________________________________________________
 131 void AliEMCALTrigger::MakeSlidingCell(const TClonesArray * amptrus, const TClonesArray * timeRtrus, const Int_t isupermod,TMatrixD *ampmax2, TMatrixD *ampmax4, AliEMCALGeometry *geom){
 132
 133   //Sums energy of all possible 2x2 (L0) and 4x4 (L1) cells per each TRU.
 134   //Fast signal in the experiment is given by 2x2 cells,
 135   //for this reason we loop inside the TRU cells by 2.
 136
 137   //Declare and initialize variables
 138   Int_t nCellsPhi  = geom->GetNPhi()*2/geom->GetNTRUPhi() ;
 139   if(isupermod > 10)
 140     nCellsPhi =  nCellsPhi / 2 ; //Half size SM. Not Final.
 141   // 12(tow)*2(cell)/1 TRU, cells in Phi in one TRU
 142   Int_t nCellsEta  = geom->GetNEta()*2/geom->GetNTRUEta() ;
 143   // 24(mod)*2(tower)/3 TRU, cells in Eta in one TRU
 144   Int_t nTRU          = geom->GetNTRU();//3 TRU per super module
 145
 146   Float_t amp2 = 0 ;
 147   Float_t amp4 = 0 ;
 148   for(Int_t i = 0; i < 3; i++){
 149     for(Int_t j = 0; j < nTRU; j++){
 150       (*ampmax2)(i,j) = -1;
 151       (*ampmax4)(i,j) = -1;
 152     }
 153   }
 154
 155   //Create matrix that will contain 2x2 amplitude sums
 156   //used to calculate the 4x4 sums
 157   TMatrixD  * tru2x2 = new TMatrixD(nCellsPhi/2,nCellsEta/2) ;
 158   for(Int_t i = 0; i < nCellsPhi/2; i++)
 159     for(Int_t j = 0; j < nCellsEta/2; j++)
 160       (*tru2x2)(i,j) = -1;
 161
 162   //Loop over all TRUS in a supermodule
 163   for(Int_t itru = 0 + (isupermod - 1) * nTRU ; itru < isupermod*nTRU ; itru++) {
 164     TMatrixD * amptru   = dynamic_cast<TMatrixD *>(amptrus->At(itru)) ;
 165     TMatrixD * timeRtru = dynamic_cast<TMatrixD *>(timeRtrus->At(itru)) ;
 166     Int_t mtru = itru-(isupermod-1)*nTRU ; //Number of TRU in Supermodule
 167
 168     //Sliding 2x2, add 2x2 amplitudes (NOT OVERLAP)
 169     for(Int_t irow = 0 ; irow <  nCellsPhi; irow += 2){
 170       for(Int_t icol = 0 ; icol < nCellsEta ; icol += 2){
 171         amp2 = (*amptru)(irow,icol)+(*amptru)(irow+1,icol)+
 172           (*amptru)(irow,icol+1)+(*amptru)(irow+1,icol+1);
 173         //Fill matrix with added 2x2 crystals for use in 4x4 sums
 174         (*tru2x2)(irow/2,icol/2) = amp2 ;
 175         //Select 2x2 maximum sums to select L0
 176         if(amp2 > (*ampmax2)(0,mtru)){
 177           (*ampmax2)(0,mtru) = amp2 ;
 178           (*ampmax2)(1,mtru) = irow;
 179           (*ampmax2)(2,mtru) = icol;
 180         }
 181       }
 182     }
 183
 184     //Find most recent time in the selected 2x2 cell
 185     (*ampmax2)(3,mtru) = 1 ;
 186     Int_t row2 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax2)(1,mtru));
 187     Int_t col2 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax2)(2,mtru));
 188     for(Int_t i = 0; i<2; i++){
 189       for(Int_t j = 0; j<2; j++){
 190         if((*amptru)(row2+i,col2+j) > 0 &&  (*timeRtru)(row2+i,col2+j)> 0){
 191           if((*timeRtru)(row2+i,col2+j) <  (*ampmax2)(3,mtru)  )
 192             (*ampmax2)(3,mtru) =  (*timeRtru)(row2+i,col2+j);
 193         }
 194       }
 195     }
 196
 197     //Sliding 4x4, add 4x4 amplitudes  (OVERLAP)
 198     for(Int_t irow = 0 ; irow <  nCellsPhi/2; irow++){
 199       for(Int_t icol = 0 ; icol < nCellsEta/2 ; icol++){
 200         if( (irow+1) < nCellsPhi/2 && (icol+1) < nCellsEta/2){//Avoid exit the TRU
 201           amp4 = (*tru2x2)(irow,icol)+(*tru2x2)(irow+1,icol)+
 202             (*tru2x2)(irow,icol+1)+(*tru2x2)(irow+1,icol+1);
 203           //Select 4x4 maximum sums to select L1
 204           if(amp4 > (*ampmax4)(0,mtru)){
 205             (*ampmax4)(0,mtru) = amp4 ;
 206             (*ampmax4)(1,mtru) = irow*2;
 207             (*ampmax4)(2,mtru) = icol*2;
 208           }
 209         }
 210       }
 211     }
 212
 213     //Find most recent time in selected 4x4 cell
 214     (*ampmax4)(3,mtru) = 1 ;
 215     Int_t row4 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax4)(1,mtru));
 216     Int_t col4 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax4)(2,mtru));
 217     for(Int_t i = 0; i<4; i++){
 218       for(Int_t j = 0; j<4; j++){
 219         if((*amptru)(row4+i,col4+j) > 0 &&  (*timeRtru)(row4+i,col4+j)> 0){
 220           if((*timeRtru)(row4+i,col4+j) <  (*ampmax4)(3,mtru)  )
 221             (*ampmax4)(3,mtru) =  (*timeRtru)(row4+i,col4+j);
 222         }
 223       }
 224     }
 225   }
 226 }
 227
 228 //____________________________________________________________________________
 229 void AliEMCALTrigger::Print(const Option_t * opt) const
 230 {
 231
 232   //Prints main parameters
 233
 234   if(! opt)
 235     return;
 236   AliTriggerInput* in = 0x0 ;
 237
 238   printf( "             Maximum Amplitude after Sliding Cell, \n") ;
 239   printf( "               -2x2 cells sum (not overlapped): %10.2f, in Super Module %d\n",
 240           f2x2MaxAmp,f2x2SM) ;
 241    printf( "               -2x2 from row %d to row %d and from column %d to column %d\n", f2x2CellPhi, f2x2CellPhi+2, f2x2CellEta, f2x2CellEta+2) ;
 242   printf( "               -4x4 cells sum (overlapped)    : %10.2f, in Super Module %d\n",
 243           f4x4MaxAmp,f4x4SM) ;
 244   printf( "               -4x4 from row %d to row %d and from column %d to column %d\n", f4x4CellPhi, f4x4CellPhi+4, f4x4CellEta, f4x4CellEta+4) ;
 245   printf( "             Threshold for LO %10.2f\n",
 246           fL0Threshold) ;
 247   in = (AliTriggerInput*)fInputs.FindObject( "EMCAL_L0" );
 248   if(in->GetValue())
 249     printf( "             *** EMCAL LO is set ***\n") ;
 250
 251   printf( "             Jet Low Pt Threshold for L1 %10.2f\n",
 252           fL1JetLowPtThreshold) ;
 253   in = (AliTriggerInput*)fInputs.FindObject( "EMCAL_JetLPt_L1" );
 254   if(in->GetValue())
 255     printf( "             *** EMCAL Jet Low Pt for L1 is set ***\n") ;
 256
 257   printf( "             Jet Medium Pt Threshold for L1 %10.2f\n",
 258           fL1JetMediumPtThreshold) ;
 259   in = (AliTriggerInput*) fInputs.FindObject( "EMCAL_JetMPt_L1" );
 260   if(in->GetValue())
 261     printf( "             *** EMCAL Jet Medium Pt for L1 is set ***\n") ;
 262
 263   printf( "             Jet High Pt Threshold for L1 %10.2f\n",
 264           fL1JetHighPtThreshold) ;
 265   in = (AliTriggerInput*) fInputs.FindObject( "EMCAL_JetHPt_L1" );
 266   if(in->GetValue())
 267     printf( "             *** EMCAL Jet High Pt for L1 is set ***\n") ;
 268
 269 }
 270
 271 //____________________________________________________________________________
 272 void AliEMCALTrigger::SetTriggers(const Int_t iSM, const TMatrixD *ampmax2,
 273                                   const TMatrixD *ampmax4, AliEMCALGeometry *geom)
 274 {
 275
 276   //Checks the 2x2 and 4x4 maximum amplitude per each TRU and
 277   //compares with the different L0 and L1 triggers thresholds
 278   Float_t max2[] = {-1,-1,-1,-1} ;
 279   Float_t max4[] = {-1,-1,-1,-1} ;
 280   Int_t   itru2  = -1 ;
 281   Int_t   itru4  = -1 ;
 282
 283   //Find maximum summed amplitude of all the TRU
 284   //in a Super Module
 285     for(Int_t i = 0 ; i < geom->GetNTRU() ; i++){
 286       if(max2[0] < (*ampmax2)(0,i) ){
 287         max2[0] =  (*ampmax2)(0,i) ; // 2x2 summed max amplitude
 288         max2[1] =  (*ampmax2)(1,i) ; // corresponding phi position in TRU
 289         max2[2] =  (*ampmax2)(2,i) ; // corresponding eta position in TRU
 290         max2[3] =  (*ampmax2)(3,i) ; // corresponding most recent time
 291         itru2   = i ;
 292       }
 293       if(max4[4] < (*ampmax4)(0,i) ){
 294         max4[0] =  (*ampmax4)(0,i) ; // 4x4 summed max amplitude
 295         max4[1] =  (*ampmax4)(1,i) ; // corresponding phi position in TRU
 296         max4[2] =  (*ampmax4)(2,i) ; // corresponding eta position in TRU
 297         max4[3] =  (*ampmax4)(3,i) ; // corresponding most recent time
 298         itru4   = i ;
 299       }
 300     }
 301
 302   //--------Set max amplitude if larger than in other Super Modules------------
 303   Float_t maxtimeR2 = -1 ;
 304   Float_t maxtimeR4 = -1 ;
 305   AliRunLoader *rl  = AliRunLoader::GetRunLoader();
 306   AliRun * gAlice   = rl->GetAliRun();
 307   AliEMCAL * emcal  = (AliEMCAL*)gAlice->GetDetector("EMCAL");
 308   Int_t nTimeBins = emcal->GetRawFormatTimeBins() ;
 309
 310   //Set max of 2x2 amplitudes and select L0 trigger
 311   if(max2[0] > f2x2MaxAmp ){
 312     f2x2MaxAmp  = max2[0] ;
 313     f2x2SM      = iSM ;
 314     maxtimeR2   = max2[3] ;
 315     geom->GetCellPhiEtaIndexInSModuleFromTRUIndex(itru2,
 316                                                   static_cast<Int_t>(max2[1]),
 317                                                   static_cast<Int_t>(max2[2]),
 318                                                   f2x2CellPhi,f2x2CellEta) ;
 319
 320     //Transform digit amplitude in Raw Samples
 321     fADCValuesLow2x2  = new Int_t[nTimeBins];
 322     fADCValuesHigh2x2 = new Int_t[nTimeBins];
 323     emcal->RawSampledResponse(maxtimeR2, f2x2MaxAmp, fADCValuesHigh2x2, fADCValuesLow2x2) ;
 324
 325     //Set Trigger Inputs, compare ADC time bins until threshold is attained
 326     //Set L0
 327     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 328       if(fADCValuesHigh2x2[i] >= fL0Threshold          || fADCValuesLow2x2[i] >= fL0Threshold){
 329         SetInput("EMCAL_L0") ;
 330         break;
 331       }
 332     }
 333     //    for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++)
 334     //       if(fADCValuesLow2x2[i]!=0||fADCValuesHigh2x2[i]!=0)
 335     //  cout<< "2x2 Time Bin "<<i
 336     //      <<"; 2x2 Low Gain  "<<fADCValuesLow2x2[i]
 337     //    <<"; 2x2 High Gain "<<fADCValuesHigh2x2[i]<<endl;
 338   }
 339
 340   //------------Set max of 4x4 amplitudes and select L1 trigger---------
 341   if(max4[0] > f4x4MaxAmp ){
 342     f4x4MaxAmp  = max4[0] ;
 343     f4x4SM      = iSM ;
 344     maxtimeR4   = max4[3] ;
 345     geom->GetCellPhiEtaIndexInSModuleFromTRUIndex(itru4,
 346                                                   static_cast<Int_t>(max4[1]),
 347                                                   static_cast<Int_t>(max4[2]),
 348                                                   f4x4CellPhi,f4x4CellEta) ;
 349     //Transform digit amplitude in Raw Samples
 350     fADCValuesHigh4x4 = new Int_t[nTimeBins];
 351     fADCValuesLow4x4  = new Int_t[nTimeBins];
 352     emcal->RawSampledResponse(maxtimeR4, f4x4MaxAmp, fADCValuesHigh4x4, fADCValuesLow4x4) ;
 353
 354     //Set Trigger Inputs, compare ADC time bins until threshold is attained
 355     //SetL1 Low
 356     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 357       if(fADCValuesHigh4x4[i] >= fL1JetLowPtThreshold  || fADCValuesLow4x4[i] >= fL1JetLowPtThreshold){
 358         SetInput("EMCAL_JetLPt_L1") ;
 359         break;
 360       }
 361     }
 362
 363     //SetL1 Medium
 364     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 365       if(fADCValuesHigh4x4[i] >= fL1JetMediumPtThreshold || fADCValuesLow4x4[i] >= fL1JetMediumPtThreshold){
 366         SetInput("EMCAL_JetMPt_L1") ;
 367         break;
 368       }
 369     }
 370
 371     //SetL1 High
 372     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 373       if(fADCValuesHigh4x4[i] >= fL1JetHighPtThreshold || fADCValuesLow4x4[i] >= fL1JetHighPtThreshold){
 374         SetInput("EMCAL_JetHPt_L1") ;
 375         break;
 376       }
 377     }
 378  //    for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++)
 379 //       if(fADCValuesLow4x4[i]!= 100||fADCValuesHigh4x4[i] != 100)
 380 //      cout<< "4x4 Time Bin "<<i
 381 //          <<"; 4x4 Low Gain  "<<fADCValuesLow4x4[i]
 382 //          <<"; 4x4 High Gain "<<fADCValuesHigh4x4[i]<<endl;
 383   }
 384 }
 385
 386 //____________________________________________________________________________
 387 void AliEMCALTrigger::Trigger()
 388 {
 389   //Main Method to select triggers.
 390   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::GetRunLoader();
 391   AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>
 392     (rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
 393
 394   //Load EMCAL Geometry
 395   rl->LoadgAlice();
 396   AliRun * gAlice = rl->GetAliRun();
 397   AliEMCAL * emcal  = (AliEMCAL*)gAlice->GetDetector("EMCAL");
 398   AliEMCALGeometry * geom = emcal->GetGeometry();
 399
 400   if (geom==0)
 401     AliFatal("Did not get geometry from EMCALLoader");
 402
 403
 404   //Define parameters
 405   Int_t nSuperModules = geom->GetNumberOfSuperModules() ; //12 SM in EMCAL
 406   Int_t nTRU          = geom->GetNTRU();//3 TRU per super module
 407
 408   //Intialize data members each time the trigger is called in event loop
 409   f2x2MaxAmp = -1; f2x2CellPhi = -1;  f2x2CellEta = -1;
 410   f4x4MaxAmp = -1; f4x4CellPhi = -1;  f4x4CellEta = -1;
 411
 412   //Take the digits list if simulation
 413   if(fSimulation){
 414     rl->LoadDigits("EMCAL");
 415     fDigitsList = emcalLoader->Digits() ;
 416   }
 417   cout<<"Simulation "<<fSimulation<<endl;
 418   if(!fDigitsList)
 419     AliFatal("Digits not found !") ;
 420
 421   //Take the digits list
 422
 423   //Fill TRU Matrix
 424   TClonesArray * amptrus   = new TClonesArray("TMatrixD",1000);
 425   TClonesArray * timeRtrus = new TClonesArray("TMatrixD",1000);
 426   geom->FillTRU(fDigitsList, amptrus, timeRtrus) ;
 427
 428   //Do Cell Sliding and select Trigger
 429   //Initialize varible that will contain maximum amplitudes and
 430   //its corresponding cell position in eta and phi, and time.
 431   TMatrixD  * ampmax2 = new TMatrixD(4,nTRU) ;
 432   TMatrixD  * ampmax4 = new TMatrixD(4,nTRU) ;
 433
 434   for(Int_t iSM = 1 ; iSM <= nSuperModules ; iSM++) {
 435     //Do 2x2 and 4x4 sums, select maximums.
 436     MakeSlidingCell(amptrus, timeRtrus, iSM, ampmax2, ampmax4, geom);
 437     //Set the trigger
 438     SetTriggers(iSM, ampmax2, ampmax4, geom) ;
 439   }
 440 }