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 2x2 and nxn (n is a multiple of 4) cell
  23 //  combinations per each TRU,  adding the digits amplitude and finding the
  24 //  maximum. Maxima are compared to triggers threshold and they are set.
  25 //  Thresholds need to be fixed. Last 2 modules are half size in Phi, I considered
  26 //  that the number of TRU is maintained for the last modules but decision not taken.
  27 //  If different, then this must be changed.
  28 //  Usage:
  29 //
  30 //  //Inside the event loop
  31 //  AliEMCALTrigger *tr = new AliEMCALTrigger();//Init Trigger
  32 //  tr->SetL0Threshold(100); //Arbitrary threshold values
  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     f2x2SM(0),
  64     fnxnMaxAmp(-1), fnxnCellPhi(-1),  fnxnCellEta(-1),
  65     fnxnSM(0),
  66     fADCValuesHighnxn(0x0),fADCValuesLownxn(0x0),
  67     fADCValuesHigh2x2(0x0),fADCValuesLow2x2(0x0),
  68     fDigitsList(0x0),
  69     fL0Threshold(100),fL1JetLowPtThreshold(200),
  70     fL1JetMediumPtThreshold(500), fL1JetHighPtThreshold(1000),
  71     fPatchSize(1), fSimulation(kTRUE)
  72 {
  73   //ctor
  74
  75   SetName("EMCAL");
  76   CreateInputs();
  77
  78    //Print("") ;
  79 }
  80
  81
  82
  83 //____________________________________________________________________________
  84 AliEMCALTrigger::AliEMCALTrigger(const AliEMCALTrigger & trig)
  85   : AliTriggerDetector(trig),
  86     f2x2MaxAmp(trig.f2x2MaxAmp),
  87     f2x2CellPhi(trig.f2x2CellPhi),
  88     f2x2CellEta(trig.f2x2CellEta),
  89     f2x2SM(trig.f2x2SM),
  90     fnxnMaxAmp(trig.fnxnMaxAmp),
  91     fnxnCellPhi(trig.fnxnCellPhi),
  92     fnxnCellEta(trig.fnxnCellEta),
  93     fnxnSM(trig.fnxnSM),
  94     fADCValuesHighnxn(trig.fADCValuesHighnxn),
  95     fADCValuesLownxn(trig.fADCValuesLownxn),
  96     fADCValuesHigh2x2(trig.fADCValuesHigh2x2),
  97     fADCValuesLow2x2(trig.fADCValuesLow2x2),
  98     fDigitsList(trig.fDigitsList),
  99     fL0Threshold(trig.fL0Threshold),
 100     fL1JetLowPtThreshold(trig.fL1JetLowPtThreshold),
 101     fL1JetMediumPtThreshold(trig.fL1JetMediumPtThreshold),
 102     fL1JetHighPtThreshold(trig.fL1JetHighPtThreshold),
 103     fPatchSize(trig.fPatchSize), fSimulation(trig.fSimulation)
 104 {
 105   // cpy ctor
 106 }
 107
 108 //----------------------------------------------------------------------
 109 void AliEMCALTrigger::CreateInputs()
 110 {
 111    // inputs
 112
 113    // Do not create inputs again!!
 114    if( fInputs.GetEntriesFast() > 0 ) return;
 115
 116    fInputs.AddLast( new AliTriggerInput( "EMCAL_L0",       "EMCAL L0", 0x02 ) );
 117    fInputs.AddLast( new AliTriggerInput( "EMCAL_JetHPt_L1","EMCAL Jet High Pt L1",   0x04 ) );
 118    fInputs.AddLast( new AliTriggerInput( "EMCAL_JetMPt_L1","EMCAL Jet Medium Pt L1", 0x08 ) );
 119    fInputs.AddLast( new AliTriggerInput( "EMCAL_JetLPt_L1","EMCAL Jet Low Pt L1",    0x016 ) );
 120
 121 }
 122
 123 //____________________________________________________________________________
 124 void AliEMCALTrigger::MakeSlidingCell(const TClonesArray * amptrus, const TClonesArray * timeRtrus, const Int_t isupermod,TMatrixD *ampmax2, TMatrixD *ampmaxn, AliEMCALGeometry *geom){
 125
 126   //Sums energy of all possible 2x2 (L0) and nxn (L1) cells per each TRU.
 127   //Fast signal in the experiment is given by 2x2 cells,
 128   //for this reason we loop inside the TRU cells by 2.
 129
 130   //Declare and initialize variables
 131   Int_t nCellsPhi  = geom->GetNPhi()*2/geom->GetNTRUPhi() ;
 132   if(isupermod > 9)
 133     nCellsPhi =  nCellsPhi / 2 ; //Half size SM. Not Final.
 134   // 12(tow)*2(cell)/1 TRU, cells in Phi in one TRU
 135   Int_t nCellsEta  = geom->GetNEta()*2/geom->GetNTRUEta() ;
 136   // 24(mod)*2(tower)/3 TRU, cells in Eta in one TRU
 137   Int_t nTRU          = geom->GetNTRU();//3 TRU per super module
 138
 139   Float_t amp2 = 0 ;
 140   Float_t ampn = 0 ;
 141   for(Int_t i = 0; i < 4; i++){
 142     for(Int_t j = 0; j < nTRU; j++){
 143       (*ampmax2)(i,j) = -1;
 144       (*ampmaxn)(i,j) = -1;
 145     }
 146   }
 147
 148   //Create matrix that will contain 2x2 amplitude sums
 149   //used to calculate the nxn sums
 150   TMatrixD  * tru2x2 = new TMatrixD(nCellsPhi/2,nCellsEta/2) ;
 151   for(Int_t i = 0; i < nCellsPhi/2; i++)
 152     for(Int_t j = 0; j < nCellsEta/2; j++)
 153       (*tru2x2)(i,j) = -1;
 154
 155   //Loop over all TRUS in a supermodule
 156   for(Int_t itru = 0 + isupermod * nTRU ; itru < (isupermod+1)*nTRU ; itru++) {
 157     TMatrixD * amptru   = dynamic_cast<TMatrixD *>(amptrus->At(itru)) ;
 158     TMatrixD * timeRtru = dynamic_cast<TMatrixD *>(timeRtrus->At(itru)) ;
 159     Int_t mtru = itru-isupermod*nTRU ; //Number of TRU in Supermodule
 160
 161     //Sliding 2x2, add 2x2 amplitudes (NOT OVERLAP)
 162     for(Int_t irow = 0 ; irow <  nCellsPhi; irow += 2){
 163       for(Int_t icol = 0 ; icol < nCellsEta ; icol += 2){
 164         amp2 = (*amptru)(irow,icol)+(*amptru)(irow+1,icol)+
 165           (*amptru)(irow,icol+1)+(*amptru)(irow+1,icol+1);
 166
 167         //Fill matrix with added 2x2 crystals for use in nxn sums
 168         (*tru2x2)(irow/2,icol/2) = amp2 ;
 169         //Select 2x2 maximum sums to select L0
 170         if(amp2 > (*ampmax2)(0,mtru)){
 171           (*ampmax2)(0,mtru) = amp2 ;
 172           (*ampmax2)(1,mtru) = irow;
 173           (*ampmax2)(2,mtru) = icol;
 174         }
 175       }
 176     }
 177
 178     //Find most recent time in the selected 2x2 cell
 179     (*ampmax2)(3,mtru) = 1 ;
 180     Int_t row2 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax2)(1,mtru));
 181     Int_t col2 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax2)(2,mtru));
 182     for(Int_t i = 0; i<2; i++){
 183       for(Int_t j = 0; j<2; j++){
 184         if((*amptru)(row2+i,col2+j) > 0 &&  (*timeRtru)(row2+i,col2+j)> 0){
 185           if((*timeRtru)(row2+i,col2+j) <  (*ampmax2)(3,mtru)  )
 186             (*ampmax2)(3,mtru) =  (*timeRtru)(row2+i,col2+j);
 187         }
 188       }
 189     }
 190
 191     //Sliding nxn, add nxn amplitudes  (OVERLAP)
 192     if(fPatchSize > 0){
 193       for(Int_t irow = 0 ; irow <  nCellsPhi/2; irow++){
 194         for(Int_t icol = 0 ; icol < nCellsEta/2 ; icol++){
 195           ampn = 0;
 196           if( (irow+fPatchSize) < nCellsPhi/2 && (icol+fPatchSize) < nCellsEta/2){//Avoid exit the TRU
 197             for(Int_t i = 0 ; i <= fPatchSize ; i++)
 198               for(Int_t j = 0 ; j <= fPatchSize ; j++)
 199                 ampn += (*tru2x2)(irow+i,icol+j);
 200             //Select nxn maximum sums to select L1
 201             if(ampn > (*ampmaxn)(0,mtru)){
 202               (*ampmaxn)(0,mtru) = ampn ;
 203               (*ampmaxn)(1,mtru) = irow*2;
 204               (*ampmaxn)(2,mtru) = icol*2;
 205             }
 206           }
 207         }
 208       }
 209
 210       //Find most recent time in selected nxn cell
 211       (*ampmaxn)(3,mtru) = 1 ;
 212       Int_t rown =  static_cast <Int_t> ((*ampmaxn)(1,mtru));
 213       Int_t coln =  static_cast <Int_t> ((*ampmaxn)(2,mtru));
 214       for(Int_t i = 0; i<4*fPatchSize; i++){
 215         for(Int_t j = 0; j<4*fPatchSize; j++){
 216           if( (rown+i) < nCellsPhi && (coln+j) < nCellsEta/2){//Avoid exit the TRU
 217             if((*amptru)(rown+i,coln+j) > 0 &&  (*timeRtru)(rown+i,coln+j)> 0){
 218               if((*timeRtru)(rown+i,coln+j) <  (*ampmaxn)(3,mtru)  )
 219                 (*ampmaxn)(3,mtru) =  (*timeRtru)(rown+i,coln+j);
 220             }
 221           }
 222         }
 223       }
 224     }
 225     else {
 226         (*ampmaxn)(0,mtru) =  (*ampmax2)(0,mtru);
 227         (*ampmaxn)(1,mtru) =  (*ampmax2)(1,mtru);
 228         (*ampmaxn)(2,mtru) =  (*ampmax2)(2,mtru);
 229         (*ampmaxn)(3,mtru) =  (*ampmax2)(3,mtru);
 230       }
 231   }
 232 }
 233
 234 //____________________________________________________________________________
 235 void AliEMCALTrigger::Print(const Option_t * opt) const
 236 {
 237
 238   //Prints main parameters
 239
 240   if(! opt)
 241     return;
 242   AliTriggerInput* in = 0x0 ;
 243
 244   printf( "             Maximum Amplitude after Sliding Cell, \n") ;
 245   printf( "               -2x2 cells sum (not overlapped): %10.2f, in Super Module %d\n",
 246           f2x2MaxAmp,f2x2SM) ;
 247   printf( "               -2x2 from row %d to row %d and from column %d to column %d\n", f2x2CellPhi, f2x2CellPhi+2, f2x2CellEta, f2x2CellEta+2) ;
 248
 249   if(fPatchSize > 0){
 250     printf( "             Patch Size, n x n: %d x %d cells\n",4*fPatchSize, 4*fPatchSize);
 251     printf( "               -nxn cells sum (overlapped)    : %10.2f, in Super Module %d\n",
 252             fnxnMaxAmp,fnxnSM) ;
 253     printf( "               -nxn from row %d to row %d and from column %d to column %d\n", fnxnCellPhi, fnxnCellPhi+4*fPatchSize, fnxnCellEta, fnxnCellEta+4*fPatchSize) ;
 254   }
 255
 256   printf( "             Threshold for LO %10.2f\n",
 257           fL0Threshold) ;
 258   in = (AliTriggerInput*)fInputs.FindObject( "EMCAL_L0" );
 259   if(in->GetValue())
 260     printf( "             *** EMCAL LO is set ***\n") ;
 261
 262   printf( "             Jet Low Pt Threshold for L1 %10.2f\n",
 263           fL1JetLowPtThreshold) ;
 264   in = (AliTriggerInput*)fInputs.FindObject( "EMCAL_JetLPt_L1" );
 265   if(in->GetValue())
 266     printf( "             *** EMCAL Jet Low Pt for L1 is set ***\n") ;
 267
 268   printf( "             Jet Medium Pt Threshold for L1 %10.2f\n",
 269           fL1JetMediumPtThreshold) ;
 270   in = (AliTriggerInput*) fInputs.FindObject( "EMCAL_JetMPt_L1" );
 271   if(in->GetValue())
 272     printf( "             *** EMCAL Jet Medium Pt for L1 is set ***\n") ;
 273
 274   printf( "             Jet High Pt Threshold for L1 %10.2f\n",
 275           fL1JetHighPtThreshold) ;
 276   in = (AliTriggerInput*) fInputs.FindObject( "EMCAL_JetHPt_L1" );
 277   if(in->GetValue())
 278     printf( "             *** EMCAL Jet High Pt for L1 is set ***\n") ;
 279
 280 }
 281
 282 //____________________________________________________________________________
 283 void AliEMCALTrigger::SetTriggers(const Int_t iSM, const TMatrixD *ampmax2,
 284                                   const TMatrixD *ampmaxn, AliEMCALGeometry *geom)
 285 {
 286
 287   //Checks the 2x2 and nxn maximum amplitude per each TRU and
 288   //compares with the different L0 and L1 triggers thresholds
 289   Float_t max2[] = {-1,-1,-1,-1} ;
 290   Float_t maxn[] = {-1,-1,-1,-1} ;
 291   Int_t   itru2  = -1 ;
 292   Int_t   itrun  = -1 ;
 293
 294   //Find maximum summed amplitude of all the TRU
 295   //in a Super Module
 296     for(Int_t i = 0 ; i < geom->GetNTRU() ; i++){
 297       if(max2[0] < (*ampmax2)(0,i) ){
 298         max2[0] =  (*ampmax2)(0,i) ; // 2x2 summed max amplitude
 299         max2[1] =  (*ampmax2)(1,i) ; // corresponding phi position in TRU
 300         max2[2] =  (*ampmax2)(2,i) ; // corresponding eta position in TRU
 301         max2[3] =  (*ampmax2)(3,i) ; // corresponding most recent time
 302         itru2   = i ;
 303       }
 304       if(maxn[0] < (*ampmaxn)(0,i) ){
 305         maxn[0] =  (*ampmaxn)(0,i) ; // nxn summed max amplitude
 306         maxn[1] =  (*ampmaxn)(1,i) ; // corresponding phi position in TRU
 307         maxn[2] =  (*ampmaxn)(2,i) ; // corresponding eta position in TRU
 308         maxn[3] =  (*ampmaxn)(3,i) ; // corresponding most recent time
 309         itrun   = i ;
 310       }
 311     }
 312
 313   //--------Set max amplitude if larger than in other Super Modules------------
 314   Float_t maxtimeR2 = -1 ;
 315   Float_t maxtimeRn = -1 ;
 316   AliRunLoader *rl  = AliRunLoader::GetRunLoader();
 317   AliRun * gAlice   = rl->GetAliRun();
 318   AliEMCAL * emcal  = (AliEMCAL*)gAlice->GetDetector("EMCAL");
 319   Int_t nTimeBins = emcal->GetRawFormatTimeBins() ;
 320
 321   //Set max of 2x2 amplitudes and select L0 trigger
 322   if(max2[0] > f2x2MaxAmp ){
 323     f2x2MaxAmp  = max2[0] ;
 324     f2x2SM      = iSM ;
 325     maxtimeR2   = max2[3] ;
 326     geom->GetCellPhiEtaIndexInSModuleFromTRUIndex(itru2,
 327                                                   static_cast<Int_t>(max2[1]),
 328                                                   static_cast<Int_t>(max2[2]),
 329                                                   f2x2CellPhi,f2x2CellEta) ;
 330
 331     //Transform digit amplitude in Raw Samples
 332     fADCValuesLow2x2  = new Int_t[nTimeBins];
 333     fADCValuesHigh2x2 = new Int_t[nTimeBins];
 334     emcal->RawSampledResponse(maxtimeR2, f2x2MaxAmp, fADCValuesHigh2x2, fADCValuesLow2x2) ;
 335
 336     //Set Trigger Inputs, compare ADC time bins until threshold is attained
 337     //Set L0
 338     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 339       if(fADCValuesHigh2x2[i] >= fL0Threshold          || fADCValuesLow2x2[i] >= fL0Threshold){
 340         SetInput("EMCAL_L0") ;
 341         break;
 342       }
 343     }
 344   }
 345
 346   //------------Set max of nxn amplitudes and select L1 trigger---------
 347   if(maxn[0] > fnxnMaxAmp ){
 348     fnxnMaxAmp  = maxn[0] ;
 349     fnxnSM      = iSM ;
 350     maxtimeRn   = maxn[3] ;
 351     geom->GetCellPhiEtaIndexInSModuleFromTRUIndex(itrun,
 352                                                   static_cast<Int_t>(maxn[1]),
 353                                                   static_cast<Int_t>(maxn[2]),
 354                                                   fnxnCellPhi,fnxnCellEta) ;
 355     //Transform digit amplitude in Raw Samples
 356     fADCValuesHighnxn = new Int_t[nTimeBins];
 357     fADCValuesLownxn  = new Int_t[nTimeBins];
 358     emcal->RawSampledResponse(maxtimeRn, fnxnMaxAmp, fADCValuesHighnxn, fADCValuesLownxn) ;
 359
 360     //Set Trigger Inputs, compare ADC time bins until threshold is attained
 361     //SetL1 Low
 362     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 363       if(fADCValuesHighnxn[i] >= fL1JetLowPtThreshold  || fADCValuesLownxn[i] >= fL1JetLowPtThreshold){
 364         SetInput("EMCAL_JetLPt_L1") ;
 365         break;
 366       }
 367     }
 368
 369     //SetL1 Medium
 370     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 371       if(fADCValuesHighnxn[i] >= fL1JetMediumPtThreshold || fADCValuesLownxn[i] >= fL1JetMediumPtThreshold){
 372         SetInput("EMCAL_JetMPt_L1") ;
 373         break;
 374       }
 375     }
 376
 377     //SetL1 High
 378     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 379       if(fADCValuesHighnxn[i] >= fL1JetHighPtThreshold || fADCValuesLownxn[i] >= fL1JetHighPtThreshold){
 380         SetInput("EMCAL_JetHPt_L1") ;
 381         break;
 382       }
 383     }
 384   }
 385 }
 386
 387 //____________________________________________________________________________
 388 void AliEMCALTrigger::Trigger()
 389 {
 390   //Main Method to select triggers.
 391   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::GetRunLoader();
 392   AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>
 393     (rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
 394
 395   //Load EMCAL Geometry
 396   rl->LoadgAlice();
 397   AliRun * gAlice = rl->GetAliRun();
 398   AliEMCAL * emcal  = (AliEMCAL*)gAlice->GetDetector("EMCAL");
 399   AliEMCALGeometry * geom = emcal->GetGeometry();
 400
 401   if (geom==0)
 402     AliFatal("Did not get geometry from EMCALLoader");
 403
 404
 405   //Define parameters
 406   Int_t nSuperModules = geom->GetNumberOfSuperModules() ; //12 SM in EMCAL
 407   Int_t nTRU          = geom->GetNTRU();//3 TRU per super module
 408
 409   //Intialize data members each time the trigger is called in event loop
 410   f2x2MaxAmp = -1; f2x2CellPhi = -1;  f2x2CellEta = -1;
 411   fnxnMaxAmp = -1; fnxnCellPhi = -1;  fnxnCellEta = -1;
 412
 413   //Take the digits list if simulation
 414   if(fSimulation){
 415     rl->LoadDigits("EMCAL");
 416     fDigitsList = emcalLoader->Digits() ;
 417   }
 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
 427   geom->FillTRU(fDigitsList, amptrus, timeRtrus) ;
 428
 429   //Do Cell Sliding and select Trigger
 430   //Initialize varible that will contain maximum amplitudes and
 431   //its corresponding cell position in eta and phi, and time.
 432   TMatrixD  * ampmax2 = new TMatrixD(4,nTRU) ;
 433   TMatrixD  * ampmaxn = new TMatrixD(4,nTRU) ;
 434
 435   for(Int_t iSM = 0 ; iSM < nSuperModules ; iSM++) {
 436     //Do 2x2 and nxn sums, select maximums.
 437     MakeSlidingCell(amptrus, timeRtrus, iSM, ampmax2, ampmaxn, geom);
 438
 439     //Set the trigger
 440     SetTriggers(iSM, ampmax2, ampmaxn, geom) ;
 441   }
 442 }