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 > 9)
 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 < 4; 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 * nTRU ; itru < (isupermod+1)*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*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
 174         //Fill matrix with added 2x2 crystals for use in 4x4 sums
 175         (*tru2x2)(irow/2,icol/2) = amp2 ;
 176         //Select 2x2 maximum sums to select L0
 177         if(amp2 > (*ampmax2)(0,mtru)){
 178           (*ampmax2)(0,mtru) = amp2 ;
 179           (*ampmax2)(1,mtru) = irow;
 180           (*ampmax2)(2,mtru) = icol;
 181         }
 182       }
 183     }
 184
 185     //Find most recent time in the selected 2x2 cell
 186     (*ampmax2)(3,mtru) = 1 ;
 187     Int_t row2 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax2)(1,mtru));
 188     Int_t col2 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax2)(2,mtru));
 189     for(Int_t i = 0; i<2; i++){
 190       for(Int_t j = 0; j<2; j++){
 191         if((*amptru)(row2+i,col2+j) > 0 &&  (*timeRtru)(row2+i,col2+j)> 0){
 192           if((*timeRtru)(row2+i,col2+j) <  (*ampmax2)(3,mtru)  )
 193             (*ampmax2)(3,mtru) =  (*timeRtru)(row2+i,col2+j);
 194         }
 195       }
 196     }
 197
 198     //Sliding 4x4, add 4x4 amplitudes  (OVERLAP)
 199     for(Int_t irow = 0 ; irow <  nCellsPhi/2; irow++){
 200       for(Int_t icol = 0 ; icol < nCellsEta/2 ; icol++){
 201         if( (irow+1) < nCellsPhi/2 && (icol+1) < nCellsEta/2){//Avoid exit the TRU
 202           amp4 = (*tru2x2)(irow,icol)+(*tru2x2)(irow+1,icol)+
 203             (*tru2x2)(irow,icol+1)+(*tru2x2)(irow+1,icol+1);
 204           //Select 4x4 maximum sums to select L1
 205           if(amp4 > (*ampmax4)(0,mtru)){
 206             (*ampmax4)(0,mtru) = amp4 ;
 207             (*ampmax4)(1,mtru) = irow*2;
 208             (*ampmax4)(2,mtru) = icol*2;
 209           }
 210         }
 211       }
 212     }
 213
 214     //Find most recent time in selected 4x4 cell
 215     (*ampmax4)(3,mtru) = 1 ;
 216     Int_t row4 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax4)(1,mtru));
 217     Int_t col4 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax4)(2,mtru));
 218     for(Int_t i = 0; i<4; i++){
 219       for(Int_t j = 0; j<4; j++){
 220         if((*amptru)(row4+i,col4+j) > 0 &&  (*timeRtru)(row4+i,col4+j)> 0){
 221           if((*timeRtru)(row4+i,col4+j) <  (*ampmax4)(3,mtru)  )
 222             (*ampmax4)(3,mtru) =  (*timeRtru)(row4+i,col4+j);
 223         }
 224       }
 225     }
 226   }
 227 }
 228
 229 //____________________________________________________________________________
 230 void AliEMCALTrigger::Print(const Option_t * opt) const
 231 {
 232
 233   //Prints main parameters
 234
 235   if(! opt)
 236     return;
 237   AliTriggerInput* in = 0x0 ;
 238
 239   printf( "             Maximum Amplitude after Sliding Cell, \n") ;
 240   printf( "               -2x2 cells sum (not overlapped): %10.2f, in Super Module %d\n",
 241           f2x2MaxAmp,f2x2SM) ;
 242    printf( "               -2x2 from row %d to row %d and from column %d to column %d\n", f2x2CellPhi, f2x2CellPhi+2, f2x2CellEta, f2x2CellEta+2) ;
 243   printf( "               -4x4 cells sum (overlapped)    : %10.2f, in Super Module %d\n",
 244           f4x4MaxAmp,f4x4SM) ;
 245   printf( "               -4x4 from row %d to row %d and from column %d to column %d\n", f4x4CellPhi, f4x4CellPhi+4, f4x4CellEta, f4x4CellEta+4) ;
 246   printf( "             Threshold for LO %10.2f\n",
 247           fL0Threshold) ;
 248   in = (AliTriggerInput*)fInputs.FindObject( "EMCAL_L0" );
 249   if(in->GetValue())
 250     printf( "             *** EMCAL LO is set ***\n") ;
 251
 252   printf( "             Jet Low Pt Threshold for L1 %10.2f\n",
 253           fL1JetLowPtThreshold) ;
 254   in = (AliTriggerInput*)fInputs.FindObject( "EMCAL_JetLPt_L1" );
 255   if(in->GetValue())
 256     printf( "             *** EMCAL Jet Low Pt for L1 is set ***\n") ;
 257
 258   printf( "             Jet Medium Pt Threshold for L1 %10.2f\n",
 259           fL1JetMediumPtThreshold) ;
 260   in = (AliTriggerInput*) fInputs.FindObject( "EMCAL_JetMPt_L1" );
 261   if(in->GetValue())
 262     printf( "             *** EMCAL Jet Medium Pt for L1 is set ***\n") ;
 263
 264   printf( "             Jet High Pt Threshold for L1 %10.2f\n",
 265           fL1JetHighPtThreshold) ;
 266   in = (AliTriggerInput*) fInputs.FindObject( "EMCAL_JetHPt_L1" );
 267   if(in->GetValue())
 268     printf( "             *** EMCAL Jet High Pt for L1 is set ***\n") ;
 269
 270 }
 271
 272 //____________________________________________________________________________
 273 void AliEMCALTrigger::SetTriggers(const Int_t iSM, const TMatrixD *ampmax2,
 274                                   const TMatrixD *ampmax4, AliEMCALGeometry *geom)
 275 {
 276
 277   //Checks the 2x2 and 4x4 maximum amplitude per each TRU and
 278   //compares with the different L0 and L1 triggers thresholds
 279   Float_t max2[] = {-1,-1,-1,-1} ;
 280   Float_t max4[] = {-1,-1,-1,-1} ;
 281   Int_t   itru2  = -1 ;
 282   Int_t   itru4  = -1 ;
 283
 284   //Find maximum summed amplitude of all the TRU
 285   //in a Super Module
 286     for(Int_t i = 0 ; i < geom->GetNTRU() ; i++){
 287       if(max2[0] < (*ampmax2)(0,i) ){
 288         max2[0] =  (*ampmax2)(0,i) ; // 2x2 summed max amplitude
 289         max2[1] =  (*ampmax2)(1,i) ; // corresponding phi position in TRU
 290         max2[2] =  (*ampmax2)(2,i) ; // corresponding eta position in TRU
 291         max2[3] =  (*ampmax2)(3,i) ; // corresponding most recent time
 292         itru2   = i ;
 293       }
 294       if(max4[0] < (*ampmax4)(0,i) ){
 295         max4[0] =  (*ampmax4)(0,i) ; // 4x4 summed max amplitude
 296         max4[1] =  (*ampmax4)(1,i) ; // corresponding phi position in TRU
 297         max4[2] =  (*ampmax4)(2,i) ; // corresponding eta position in TRU
 298         max4[3] =  (*ampmax4)(3,i) ; // corresponding most recent time
 299         itru4   = i ;
 300       }
 301     }
 302
 303   //--------Set max amplitude if larger than in other Super Modules------------
 304   Float_t maxtimeR2 = -1 ;
 305   Float_t maxtimeR4 = -1 ;
 306   AliRunLoader *rl  = AliRunLoader::GetRunLoader();
 307   AliRun * gAlice   = rl->GetAliRun();
 308   AliEMCAL * emcal  = (AliEMCAL*)gAlice->GetDetector("EMCAL");
 309   Int_t nTimeBins = emcal->GetRawFormatTimeBins() ;
 310
 311   //Set max of 2x2 amplitudes and select L0 trigger
 312   if(max2[0] > f2x2MaxAmp ){
 313     f2x2MaxAmp  = max2[0] ;
 314     f2x2SM      = iSM ;
 315     maxtimeR2   = max2[3] ;
 316     geom->GetCellPhiEtaIndexInSModuleFromTRUIndex(itru2,
 317                                                   static_cast<Int_t>(max2[1]),
 318                                                   static_cast<Int_t>(max2[2]),
 319                                                   f2x2CellPhi,f2x2CellEta) ;
 320
 321     //Transform digit amplitude in Raw Samples
 322     fADCValuesLow2x2  = new Int_t[nTimeBins];
 323     fADCValuesHigh2x2 = new Int_t[nTimeBins];
 324     emcal->RawSampledResponse(maxtimeR2, f2x2MaxAmp, fADCValuesHigh2x2, fADCValuesLow2x2) ;
 325
 326     //Set Trigger Inputs, compare ADC time bins until threshold is attained
 327     //Set L0
 328     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 329       if(fADCValuesHigh2x2[i] >= fL0Threshold          || fADCValuesLow2x2[i] >= fL0Threshold){
 330         SetInput("EMCAL_L0") ;
 331         break;
 332       }
 333     }
 334   }
 335
 336   //------------Set max of 4x4 amplitudes and select L1 trigger---------
 337   if(max4[0] > f4x4MaxAmp ){
 338     f4x4MaxAmp  = max4[0] ;
 339     f4x4SM      = iSM ;
 340     maxtimeR4   = max4[3] ;
 341     geom->GetCellPhiEtaIndexInSModuleFromTRUIndex(itru4,
 342                                                   static_cast<Int_t>(max4[1]),
 343                                                   static_cast<Int_t>(max4[2]),
 344                                                   f4x4CellPhi,f4x4CellEta) ;
 345     //Transform digit amplitude in Raw Samples
 346     fADCValuesHigh4x4 = new Int_t[nTimeBins];
 347     fADCValuesLow4x4  = new Int_t[nTimeBins];
 348     emcal->RawSampledResponse(maxtimeR4, f4x4MaxAmp, fADCValuesHigh4x4, fADCValuesLow4x4) ;
 349
 350     //Set Trigger Inputs, compare ADC time bins until threshold is attained
 351     //SetL1 Low
 352     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 353       if(fADCValuesHigh4x4[i] >= fL1JetLowPtThreshold  || fADCValuesLow4x4[i] >= fL1JetLowPtThreshold){
 354         SetInput("EMCAL_JetLPt_L1") ;
 355         break;
 356       }
 357     }
 358
 359     //SetL1 Medium
 360     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 361       if(fADCValuesHigh4x4[i] >= fL1JetMediumPtThreshold || fADCValuesLow4x4[i] >= fL1JetMediumPtThreshold){
 362         SetInput("EMCAL_JetMPt_L1") ;
 363         break;
 364       }
 365     }
 366
 367     //SetL1 High
 368     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 369       if(fADCValuesHigh4x4[i] >= fL1JetHighPtThreshold || fADCValuesLow4x4[i] >= fL1JetHighPtThreshold){
 370         SetInput("EMCAL_JetHPt_L1") ;
 371         break;
 372       }
 373     }
 374   }
 375 }
 376
 377 //____________________________________________________________________________
 378 void AliEMCALTrigger::Trigger()
 379 {
 380   //Main Method to select triggers.
 381   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::GetRunLoader();
 382   AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>
 383     (rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
 384
 385   //Load EMCAL Geometry
 386   rl->LoadgAlice();
 387   AliRun * gAlice = rl->GetAliRun();
 388   AliEMCAL * emcal  = (AliEMCAL*)gAlice->GetDetector("EMCAL");
 389   AliEMCALGeometry * geom = emcal->GetGeometry();
 390
 391   if (geom==0)
 392     AliFatal("Did not get geometry from EMCALLoader");
 393
 394
 395   //Define parameters
 396   Int_t nSuperModules = geom->GetNumberOfSuperModules() ; //12 SM in EMCAL
 397   Int_t nTRU          = geom->GetNTRU();//3 TRU per super module
 398
 399   //Intialize data members each time the trigger is called in event loop
 400   f2x2MaxAmp = -1; f2x2CellPhi = -1;  f2x2CellEta = -1;
 401   f4x4MaxAmp = -1; f4x4CellPhi = -1;  f4x4CellEta = -1;
 402
 403   //Take the digits list if simulation
 404   if(fSimulation){
 405     rl->LoadDigits("EMCAL");
 406     fDigitsList = emcalLoader->Digits() ;
 407   }
 408   if(!fDigitsList)
 409     AliFatal("Digits not found !") ;
 410
 411   //Take the digits list
 412
 413   //Fill TRU Matrix
 414   TClonesArray * amptrus   = new TClonesArray("TMatrixD",1000);
 415   TClonesArray * timeRtrus = new TClonesArray("TMatrixD",1000);
 416
 417   geom->FillTRU(fDigitsList, amptrus, timeRtrus) ;
 418
 419   //Do Cell Sliding and select Trigger
 420   //Initialize varible that will contain maximum amplitudes and
 421   //its corresponding cell position in eta and phi, and time.
 422   TMatrixD  * ampmax2 = new TMatrixD(4,nTRU) ;
 423   TMatrixD  * ampmax4 = new TMatrixD(4,nTRU) ;
 424
 425   for(Int_t iSM = 0 ; iSM < nSuperModules ; iSM++) {
 426     //Do 2x2 and 4x4 sums, select maximums.
 427     MakeSlidingCell(amptrus, timeRtrus, iSM, ampmax2, ampmax4, geom);
 428
 429     //Set the trigger
 430     SetTriggers(iSM, ampmax2, ampmax4, geom) ;
 431   }
 432 }