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     f2x2SM(0),
  64     f4x4MaxAmp(-1), f4x4CellPhi(-1),  f4x4CellEta(-1),
  65     f4x4SM(0),
  66     fADCValuesHigh4x4(0x0),fADCValuesLow4x4(0x0),
  67     fADCValuesHigh2x2(0x0),fADCValuesLow2x2(0x0),
  68     fDigitsList(0x0),
  69     fL0Threshold(100),fL1JetLowPtThreshold(200),
  70     fL1JetMediumPtThreshold(500), fL1JetHighPtThreshold(1000),
  71     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     f4x4MaxAmp(trig.f4x4MaxAmp),
  91     f4x4CellPhi(trig.f4x4CellPhi),
  92     f4x4CellEta(trig.f4x4CellEta),
  93     f4x4SM(trig.f4x4SM),
  94     fADCValuesHigh4x4(trig.fADCValuesHigh4x4),
  95     fADCValuesLow4x4(trig.fADCValuesLow4x4),
  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     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 *ampmax4, AliEMCALGeometry *geom){
 125
 126   //Sums energy of all possible 2x2 (L0) and 4x4 (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 amp4 = 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       (*ampmax4)(i,j) = -1;
 145     }
 146   }
 147
 148   //Create matrix that will contain 2x2 amplitude sums
 149   //used to calculate the 4x4 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 4x4 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 4x4, add 4x4 amplitudes  (OVERLAP)
 192     for(Int_t irow = 0 ; irow <  nCellsPhi/2; irow++){
 193       for(Int_t icol = 0 ; icol < nCellsEta/2 ; icol++){
 194         if( (irow+1) < nCellsPhi/2 && (icol+1) < nCellsEta/2){//Avoid exit the TRU
 195           amp4 = (*tru2x2)(irow,icol)+(*tru2x2)(irow+1,icol)+
 196             (*tru2x2)(irow,icol+1)+(*tru2x2)(irow+1,icol+1);
 197           //Select 4x4 maximum sums to select L1
 198           if(amp4 > (*ampmax4)(0,mtru)){
 199             (*ampmax4)(0,mtru) = amp4 ;
 200             (*ampmax4)(1,mtru) = irow*2;
 201             (*ampmax4)(2,mtru) = icol*2;
 202           }
 203         }
 204       }
 205     }
 206
 207     //Find most recent time in selected 4x4 cell
 208     (*ampmax4)(3,mtru) = 1 ;
 209     Int_t row4 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax4)(1,mtru));
 210     Int_t col4 =  static_cast <Int_t> ((*ampmax4)(2,mtru));
 211     for(Int_t i = 0; i<4; i++){
 212       for(Int_t j = 0; j<4; j++){
 213         if((*amptru)(row4+i,col4+j) > 0 &&  (*timeRtru)(row4+i,col4+j)> 0){
 214           if((*timeRtru)(row4+i,col4+j) <  (*ampmax4)(3,mtru)  )
 215             (*ampmax4)(3,mtru) =  (*timeRtru)(row4+i,col4+j);
 216         }
 217       }
 218     }
 219   }
 220 }
 221
 222 //____________________________________________________________________________
 223 void AliEMCALTrigger::Print(const Option_t * opt) const
 224 {
 225
 226   //Prints main parameters
 227
 228   if(! opt)
 229     return;
 230   AliTriggerInput* in = 0x0 ;
 231
 232   printf( "             Maximum Amplitude after Sliding Cell, \n") ;
 233   printf( "               -2x2 cells sum (not overlapped): %10.2f, in Super Module %d\n",
 234           f2x2MaxAmp,f2x2SM) ;
 235    printf( "               -2x2 from row %d to row %d and from column %d to column %d\n", f2x2CellPhi, f2x2CellPhi+2, f2x2CellEta, f2x2CellEta+2) ;
 236   printf( "               -4x4 cells sum (overlapped)    : %10.2f, in Super Module %d\n",
 237           f4x4MaxAmp,f4x4SM) ;
 238   printf( "               -4x4 from row %d to row %d and from column %d to column %d\n", f4x4CellPhi, f4x4CellPhi+4, f4x4CellEta, f4x4CellEta+4) ;
 239   printf( "             Threshold for LO %10.2f\n",
 240           fL0Threshold) ;
 241   in = (AliTriggerInput*)fInputs.FindObject( "EMCAL_L0" );
 242   if(in->GetValue())
 243     printf( "             *** EMCAL LO is set ***\n") ;
 244
 245   printf( "             Jet Low Pt Threshold for L1 %10.2f\n",
 246           fL1JetLowPtThreshold) ;
 247   in = (AliTriggerInput*)fInputs.FindObject( "EMCAL_JetLPt_L1" );
 248   if(in->GetValue())
 249     printf( "             *** EMCAL Jet Low Pt for L1 is set ***\n") ;
 250
 251   printf( "             Jet Medium Pt Threshold for L1 %10.2f\n",
 252           fL1JetMediumPtThreshold) ;
 253   in = (AliTriggerInput*) fInputs.FindObject( "EMCAL_JetMPt_L1" );
 254   if(in->GetValue())
 255     printf( "             *** EMCAL Jet Medium Pt for L1 is set ***\n") ;
 256
 257   printf( "             Jet High Pt Threshold for L1 %10.2f\n",
 258           fL1JetHighPtThreshold) ;
 259   in = (AliTriggerInput*) fInputs.FindObject( "EMCAL_JetHPt_L1" );
 260   if(in->GetValue())
 261     printf( "             *** EMCAL Jet High Pt for L1 is set ***\n") ;
 262
 263 }
 264
 265 //____________________________________________________________________________
 266 void AliEMCALTrigger::SetTriggers(const Int_t iSM, const TMatrixD *ampmax2,
 267                                   const TMatrixD *ampmax4, AliEMCALGeometry *geom)
 268 {
 269
 270   //Checks the 2x2 and 4x4 maximum amplitude per each TRU and
 271   //compares with the different L0 and L1 triggers thresholds
 272   Float_t max2[] = {-1,-1,-1,-1} ;
 273   Float_t max4[] = {-1,-1,-1,-1} ;
 274   Int_t   itru2  = -1 ;
 275   Int_t   itru4  = -1 ;
 276
 277   //Find maximum summed amplitude of all the TRU
 278   //in a Super Module
 279     for(Int_t i = 0 ; i < geom->GetNTRU() ; i++){
 280       if(max2[0] < (*ampmax2)(0,i) ){
 281         max2[0] =  (*ampmax2)(0,i) ; // 2x2 summed max amplitude
 282         max2[1] =  (*ampmax2)(1,i) ; // corresponding phi position in TRU
 283         max2[2] =  (*ampmax2)(2,i) ; // corresponding eta position in TRU
 284         max2[3] =  (*ampmax2)(3,i) ; // corresponding most recent time
 285         itru2   = i ;
 286       }
 287       if(max4[0] < (*ampmax4)(0,i) ){
 288         max4[0] =  (*ampmax4)(0,i) ; // 4x4 summed max amplitude
 289         max4[1] =  (*ampmax4)(1,i) ; // corresponding phi position in TRU
 290         max4[2] =  (*ampmax4)(2,i) ; // corresponding eta position in TRU
 291         max4[3] =  (*ampmax4)(3,i) ; // corresponding most recent time
 292         itru4   = i ;
 293       }
 294     }
 295
 296   //--------Set max amplitude if larger than in other Super Modules------------
 297   Float_t maxtimeR2 = -1 ;
 298   Float_t maxtimeR4 = -1 ;
 299   AliRunLoader *rl  = AliRunLoader::GetRunLoader();
 300   AliRun * gAlice   = rl->GetAliRun();
 301   AliEMCAL * emcal  = (AliEMCAL*)gAlice->GetDetector("EMCAL");
 302   Int_t nTimeBins = emcal->GetRawFormatTimeBins() ;
 303
 304   //Set max of 2x2 amplitudes and select L0 trigger
 305   if(max2[0] > f2x2MaxAmp ){
 306     f2x2MaxAmp  = max2[0] ;
 307     f2x2SM      = iSM ;
 308     maxtimeR2   = max2[3] ;
 309     geom->GetCellPhiEtaIndexInSModuleFromTRUIndex(itru2,
 310                                                   static_cast<Int_t>(max2[1]),
 311                                                   static_cast<Int_t>(max2[2]),
 312                                                   f2x2CellPhi,f2x2CellEta) ;
 313
 314     //Transform digit amplitude in Raw Samples
 315     fADCValuesLow2x2  = new Int_t[nTimeBins];
 316     fADCValuesHigh2x2 = new Int_t[nTimeBins];
 317     emcal->RawSampledResponse(maxtimeR2, f2x2MaxAmp, fADCValuesHigh2x2, fADCValuesLow2x2) ;
 318
 319     //Set Trigger Inputs, compare ADC time bins until threshold is attained
 320     //Set L0
 321     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 322       if(fADCValuesHigh2x2[i] >= fL0Threshold          || fADCValuesLow2x2[i] >= fL0Threshold){
 323         SetInput("EMCAL_L0") ;
 324         break;
 325       }
 326     }
 327   }
 328
 329   //------------Set max of 4x4 amplitudes and select L1 trigger---------
 330   if(max4[0] > f4x4MaxAmp ){
 331     f4x4MaxAmp  = max4[0] ;
 332     f4x4SM      = iSM ;
 333     maxtimeR4   = max4[3] ;
 334     geom->GetCellPhiEtaIndexInSModuleFromTRUIndex(itru4,
 335                                                   static_cast<Int_t>(max4[1]),
 336                                                   static_cast<Int_t>(max4[2]),
 337                                                   f4x4CellPhi,f4x4CellEta) ;
 338     //Transform digit amplitude in Raw Samples
 339     fADCValuesHigh4x4 = new Int_t[nTimeBins];
 340     fADCValuesLow4x4  = new Int_t[nTimeBins];
 341     emcal->RawSampledResponse(maxtimeR4, f4x4MaxAmp, fADCValuesHigh4x4, fADCValuesLow4x4) ;
 342
 343     //Set Trigger Inputs, compare ADC time bins until threshold is attained
 344     //SetL1 Low
 345     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 346       if(fADCValuesHigh4x4[i] >= fL1JetLowPtThreshold  || fADCValuesLow4x4[i] >= fL1JetLowPtThreshold){
 347         SetInput("EMCAL_JetLPt_L1") ;
 348         break;
 349       }
 350     }
 351
 352     //SetL1 Medium
 353     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 354       if(fADCValuesHigh4x4[i] >= fL1JetMediumPtThreshold || fADCValuesLow4x4[i] >= fL1JetMediumPtThreshold){
 355         SetInput("EMCAL_JetMPt_L1") ;
 356         break;
 357       }
 358     }
 359
 360     //SetL1 High
 361     for(Int_t i = 0 ; i < nTimeBins ; i++){
 362       if(fADCValuesHigh4x4[i] >= fL1JetHighPtThreshold || fADCValuesLow4x4[i] >= fL1JetHighPtThreshold){
 363         SetInput("EMCAL_JetHPt_L1") ;
 364         break;
 365       }
 366     }
 367   }
 368 }
 369
 370 //____________________________________________________________________________
 371 void AliEMCALTrigger::Trigger()
 372 {
 373   //Main Method to select triggers.
 374   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::GetRunLoader();
 375   AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>
 376     (rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
 377
 378   //Load EMCAL Geometry
 379   rl->LoadgAlice();
 380   AliRun * gAlice = rl->GetAliRun();
 381   AliEMCAL * emcal  = (AliEMCAL*)gAlice->GetDetector("EMCAL");
 382   AliEMCALGeometry * geom = emcal->GetGeometry();
 383
 384   if (geom==0)
 385     AliFatal("Did not get geometry from EMCALLoader");
 386
 387
 388   //Define parameters
 389   Int_t nSuperModules = geom->GetNumberOfSuperModules() ; //12 SM in EMCAL
 390   Int_t nTRU          = geom->GetNTRU();//3 TRU per super module
 391
 392   //Intialize data members each time the trigger is called in event loop
 393   f2x2MaxAmp = -1; f2x2CellPhi = -1;  f2x2CellEta = -1;
 394   f4x4MaxAmp = -1; f4x4CellPhi = -1;  f4x4CellEta = -1;
 395
 396   //Take the digits list if simulation
 397   if(fSimulation){
 398     rl->LoadDigits("EMCAL");
 399     fDigitsList = emcalLoader->Digits() ;
 400   }
 401   if(!fDigitsList)
 402     AliFatal("Digits not found !") ;
 403
 404   //Take the digits list
 405
 406   //Fill TRU Matrix
 407   TClonesArray * amptrus   = new TClonesArray("TMatrixD",1000);
 408   TClonesArray * timeRtrus = new TClonesArray("TMatrixD",1000);
 409
 410   geom->FillTRU(fDigitsList, amptrus, timeRtrus) ;
 411
 412   //Do Cell Sliding and select Trigger
 413   //Initialize varible that will contain maximum amplitudes and
 414   //its corresponding cell position in eta and phi, and time.
 415   TMatrixD  * ampmax2 = new TMatrixD(4,nTRU) ;
 416   TMatrixD  * ampmax4 = new TMatrixD(4,nTRU) ;
 417
 418   for(Int_t iSM = 0 ; iSM < nSuperModules ; iSM++) {
 419     //Do 2x2 and 4x4 sums, select maximums.
 420     MakeSlidingCell(amptrus, timeRtrus, iSM, ampmax2, ampmax4, geom);
 421
 422     //Set the trigger
 423     SetTriggers(iSM, ampmax2, ampmax4, geom) ;
 424   }
 425 }