ITS/AliITSClusterFinderV2SDD.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-2003, 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     *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$*/
  17
  18 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  19 //            Implementation of the ITS clusterer V2 class                //
  20 //                                                                        //
  21 //          Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch            //
  22 //                                                                        //
  23 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  24
  25
  26
  27 #include <TClonesArray.h>
  28 #include <TBits.h>
  29 #include "AliITSClusterFinderV2SDD.h"
  30 #include "AliITSRecPoint.h"
  31 #include "AliITSDetTypeRec.h"
  32 #include "AliRawReader.h"
  33 #include "AliITSRawStreamSDD.h"
  34 #include "AliITSRawStreamSDDCompressed.h"
  35 #include "AliITSCalibrationSDD.h"
  36 #include "AliITSresponseSDD.h"
  37 #include "AliITSDetTypeRec.h"
  38 #include "AliITSReconstructor.h"
  39 #include "AliITSsegmentationSDD.h"
  40 #include "AliITSdigitSDD.h"
  41 #include "AliITSgeomTGeo.h"
  42
  43 ClassImp(AliITSClusterFinderV2SDD)
  44
  45 AliITSClusterFinderV2SDD::AliITSClusterFinderV2SDD(AliITSDetTypeRec* dettyp):AliITSClusterFinder(dettyp),
  46   fNAnodes(0),
  47   fNTimeBins(0),
  48   fNZbins(0),
  49   fNXbins(0)
  50 {
  51   //Default constructor
  52
  53   fNAnodes = GetSeg()->NpzHalf();
  54   fNZbins = fNAnodes+2;
  55   fNTimeBins = GetSeg()->Npx();
  56   fNXbins = fNTimeBins+2;
  57   AliDebug(2,Form("Cells in SDD cluster finder: Andoes=%d  TimeBins=%d",fNAnodes,fNTimeBins));
  58   const Int_t kMaxBin=fNZbins*fNXbins;
  59   for(Int_t iHyb=0;iHyb<kHybridsPerDDL;iHyb++){
  60    fDDLBins[iHyb]=new AliBin[kMaxBin];
  61   }
  62 }
  63
  64
  65 //______________________________________________________________________
  66 AliITSClusterFinderV2SDD::~AliITSClusterFinderV2SDD()
  67 {
  68   //Destructor
  69   for(Int_t iHyb=0;iHyb<kHybridsPerDDL;iHyb++){
  70     delete [] fDDLBins[iHyb];
  71   }
  72 }
  73
  74 //______________________________________________________________________
  75 void AliITSClusterFinderV2SDD::FindRawClusters(Int_t mod){
  76
  77   //Find clusters V2
  78   SetModule(mod);
  79   FindClustersSDD(fDigits);
  80
  81 }
  82
  83 //______________________________________________________________________
  84 void AliITSClusterFinderV2SDD::FindClustersSDD(TClonesArray *digits) {
  85   //------------------------------------------------------------
  86   // Actual SDD cluster finder
  87   //------------------------------------------------------------
  88
  89   const Int_t kMaxBin=fNZbins*fNXbins;
  90   AliBin *bins[2];
  91   bins[0]=new AliBin[kMaxBin];
  92   bins[1]=new AliBin[kMaxBin];
  93   TBits *anodeFired[2];
  94   anodeFired[0]=new TBits(fNAnodes);
  95   anodeFired[1]=new TBits(fNAnodes);
  96   anodeFired[0]->ResetAllBits();
  97   anodeFired[1]->ResetAllBits();
  98   AliITSCalibrationSDD* cal = (AliITSCalibrationSDD*)GetResp(fModule);
  99   if(cal==0){
 100     AliError(Form("Calibration object not present for SDD module %d\n",fModule));
 101     return;
 102   }
 103
 104   AliITSdigitSDD *d=0;
 105   Int_t i, ndigits=digits->GetEntriesFast();
 106   for (i=0; i<ndigits; i++) {
 107      d=(AliITSdigitSDD*)digits->UncheckedAt(i);
 108      Int_t ian=d->GetCoord1();
 109      Int_t itb=d->GetCoord2();
 110      Int_t iSide=0;
 111      if (ian >= fNAnodes) iSide=1;
 112      Float_t gain=cal->GetChannelGain(ian)/fDetTypeRec->GetAverageGainSDD();
 113      Float_t charge=d->GetSignal(); // returns expanded signal
 114                                     // (10 bit, low threshold already added)
 115      Float_t baseline = cal->GetBaseline(ian);
 116      if(charge>baseline) charge-=baseline;
 117      else charge=0;
 118
 119      if(gain>0.){ // Bad channels have gain=0.
 120        charge/=gain;
 121        if(charge<cal->GetThresholdAnode(ian)) continue;
 122        Int_t q=(Int_t)(charge+0.5);
 123        Int_t y=itb+1;
 124        Int_t z=ian+1;
 125        if (z <= fNAnodes){
 126          bins[0][y*fNZbins+z].SetQ(q);
 127          bins[0][y*fNZbins+z].SetMask(1);
 128          bins[0][y*fNZbins+z].SetIndex(i);
 129          anodeFired[0]->SetBitNumber(ian);
 130        } else {
 131          z-=fNAnodes;
 132          bins[1][y*fNZbins+z].SetQ(q);
 133          bins[1][y*fNZbins+z].SetMask(1);
 134          bins[1][y*fNZbins+z].SetIndex(i);
 135          anodeFired[1]->SetBitNumber(ian-fNAnodes);
 136        }
 137      }
 138   }
 139
 140   FindClustersSDD(bins, anodeFired, digits);
 141
 142   delete[] bins[0];
 143   delete[] bins[1];
 144   delete anodeFired[0];
 145   delete anodeFired[1];
 146
 147 }
 148
 149 //______________________________________________________________________
 150 void AliITSClusterFinderV2SDD::
 151 FindClustersSDD(AliBin* bins[2], TBits* anodeFired[2],
 152                 TClonesArray *digits, TClonesArray *clusters, Int_t jitter) {
 153   //------------------------------------------------------------
 154   // Actual SDD cluster finder
 155   //------------------------------------------------------------
 156
 157   static AliITSRecoParam *repa = NULL;
 158   if(!repa){
 159     repa = (AliITSRecoParam*) AliITSReconstructor::GetRecoParam();
 160     if(!repa){
 161       repa = AliITSRecoParam::GetHighFluxParam();
 162       AliWarning("Using default AliITSRecoParam class");
 163     }
 164   }
 165   const TGeoHMatrix *mT2L=AliITSgeomTGeo::GetTracking2LocalMatrix(fModule);
 166   AliITSCalibrationSDD* cal = (AliITSCalibrationSDD*)GetResp(fModule);
 167   if(cal==0){
 168     AliError(Form("Calibration object not present for SDD module %d\n",fModule));
 169     return;
 170   }
 171   const Int_t kMaxBin=fNZbins*fNXbins;
 172   Int_t ncl=0;
 173   TClonesArray &cl=*clusters;
 174   for (Int_t s=0; s<2; s++){
 175     for(Int_t iAnode=0; iAnode<GetSeg()->NpzHalf(); iAnode++){
 176       if(anodeFired[s]->TestBitNumber(iAnode)==kFALSE) continue;
 177       for(Int_t iTimeBin=0; iTimeBin<GetSeg()->Npx(); iTimeBin++){
 178         Int_t index=(iTimeBin+1)*fNZbins+(iAnode+1);
 179         if (bins[s][index].IsUsed()) continue;
 180         if(NoiseSuppress(index,s,bins[s],cal)) continue;
 181         Int_t idx[32]; UInt_t msk[32]; Int_t npeaks=0;
 182         FindPeaks(index, fNZbins, bins[s], idx, msk, npeaks);
 183
 184         if (npeaks>30) continue;
 185         if (npeaks==0) continue;
 186
 187         Int_t k,l;
 188         for (k=0; k<npeaks-1; k++){//mark adjacent peaks
 189           if (idx[k] < 0) continue; //this peak is already removed
 190           for (l=k+1; l<npeaks; l++) {
 191             if (idx[l] < 0) continue; //this peak is already removed
 192             Int_t ki=idx[k]/fNZbins, kj=idx[k] - ki*fNZbins;
 193             Int_t li=idx[l]/fNZbins, lj=idx[l] - li*fNZbins;
 194             Int_t di=TMath::Abs(ki - li);
 195             Int_t dj=TMath::Abs(kj - lj);
 196             if (di>1 || dj>1) continue;
 197             if (bins[s][idx[k]].GetQ() > bins[s][idx[l]].GetQ()) {
 198               msk[l]=msk[k];
 199               idx[l]*=-1;
 200             } else {
 201               msk[k]=msk[l];
 202               idx[k]*=-1;
 203               break;
 204             }
 205           }
 206         }
 207
 208         for (k=0; k<npeaks; k++) {
 209           if(repa->GetUseUnfoldingInClusterFinderSDD()==kFALSE) msk[k]=msk[0];
 210           MarkPeak(TMath::Abs(idx[k]), fNZbins, bins[s], msk[k]);
 211         }
 212
 213         for (k=0; k<npeaks; k++) {
 214           if (idx[k] < 0) continue; //removed peak
 215           AliITSRecPoint c;
 216           MakeCluster(idx[k], fNZbins, bins[s], msk[k], c);
 217           //mi change
 218           Int_t milab[10];
 219           for (Int_t ilab=0;ilab<10;ilab++){
 220             milab[ilab]=-2;
 221           }
 222           Int_t maxi=0,mini=0,maxj=0,minj=0;
 223
 224           for (Int_t di=-5; di<=5;di++){
 225             for (Int_t dj=-10;dj<=10;dj++){
 226               index = idx[k]+di+dj*fNZbins;
 227               if (index<0) continue;
 228               if (index>=kMaxBin) continue;
 229               AliBin *b=&bins[s][index];
 230               Int_t jAnode=index%fNZbins-1;
 231               Int_t adcSignal=b->GetQ();
 232               if(adcSignal>cal->GetThresholdAnode(jAnode)){
 233                 if (di>maxi) maxi=di;
 234                 if (di<mini) mini=di;
 235                 if (dj>maxj) maxj=dj;
 236                 if (dj<minj) minj=dj;
 237               }
 238               //
 239               if(digits) {
 240                 if (TMath::Abs(di)<2&&TMath::Abs(dj)<2){
 241                   AliITSdigitSDD* d=(AliITSdigitSDD*)digits->UncheckedAt(b->GetIndex());
 242                   for (Int_t itrack=0;itrack<10;itrack++){
 243                     Int_t track = (d->GetTracks())[itrack];
 244                     if (track>=0) {
 245                       AddLabel(milab, track);
 246                     }
 247                   }
 248                 }
 249               }
 250             }
 251           }
 252           Int_t clSizAnode=maxi-mini+1;
 253           Int_t clSizTb=maxj-minj+1;
 254           if(repa->GetUseSDDClusterSizeSelection()){
 255             if(clSizTb==1) continue; // cut common mode noise spikes
 256             if(clSizAnode>5)  continue; // cut common mode noise spikes
 257             if(clSizTb>10)  continue; // cut clusters on noisy anodes
 258           }
 259
 260           AliITSresponseSDD* rsdd = fDetTypeRec->GetResponseSDD();
 261           Float_t y=c.GetY(),z=c.GetZ(), q=c.GetQ();
 262           y/=q; z/=q;
 263           Float_t zAnode=z-0.5;  // to have anode in range 0.-255. and centered on the mid of the pitch
 264           Float_t timebin=y-0.5;  // to have time bin in range 0.-255. amd centered on the mid of the bin
 265           if(s==1) zAnode += GetSeg()->NpzHalf();  // right side has anodes from 256. to 511.
 266           Float_t zdet = GetSeg()->GetLocalZFromAnode(zAnode);
 267           Float_t driftTimeUncorr = GetSeg()->GetDriftTimeFromTb(timebin)+jitter*rsdd->GetCarlosRXClockPeriod();
 268           Float_t driftTime=driftTimeUncorr-rsdd->GetTimeZero(fModule);
 269           Float_t driftSpeed = cal->GetDriftSpeedAtAnode(zAnode) + rsdd->GetDeltaVDrift(fModule,zAnode>255);
 270           Float_t driftPathMicron = driftTime*driftSpeed;
 271           const Double_t kMicronTocm = 1.0e-4;
 272           Float_t xdet=(driftPathMicron-GetSeg()->Dx())*kMicronTocm; // xdet is negative
 273           if (s==0) xdet=-xdet; // left side has positive local x
 274
 275           if(repa->GetUseSDDCorrectionMaps()){
 276             Float_t corrx=0, corrz=0;
 277             cal->GetCorrections(zdet,xdet,corrz,corrx,GetSeg());
 278             zdet+=corrz;
 279             xdet+=corrx;
 280           }
 281
 282           Double_t loc[3]={xdet,0.,zdet},trk[3]={0.,0.,0.};
 283           mT2L->MasterToLocal(loc,trk);
 284           y=trk[1];
 285           z=trk[2];
 286
 287           q/=rsdd->GetADCtokeV(fModule);
 288           q+=(driftTime*rsdd->GetChargevsTime()); // correction for zero supp.
 289           if(cal-> IsAMAt20MHz()) q*=2.; // account for 1/2 sampling freq.
 290           if(q<repa->GetMinClusterChargeSDD()) continue; // remove noise clusters
 291
 292           Float_t hit[5] = {y, z, 0.0030*0.0030, 0.0020*0.0020, q};
 293           Int_t  info[3] = {clSizTb, clSizAnode, fNlayer[fModule]};
 294           if (digits) CheckLabels2(milab);
 295           milab[3]=fNdet[fModule];
 296           AliITSRecPoint cc(milab,hit,info);
 297           cc.SetType(npeaks);
 298           cc.SetDriftTime(driftTimeUncorr);
 299           cc.SetDriftSide(s);
 300           if(clusters) new (cl[ncl]) AliITSRecPoint(cc);
 301           else {
 302             fDetTypeRec->AddRecPoint(cc);
 303           }
 304           ncl++;
 305         }
 306       }
 307     }
 308   }
 309
 310 }
 311 //______________________________________________________________________
 312 void AliITSClusterFinderV2SDD::RawdataToClusters(AliRawReader* rawReader,TClonesArray** clusters){
 313     //------------------------------------------------------------
 314   // This function creates ITS clusters from raw data
 315   //------------------------------------------------------------
 316
 317   AliITSRawStream* inputSDD=AliITSRawStreamSDD::CreateRawStreamSDD(rawReader);
 318   AliDebug(1,Form("%s is used",inputSDD->ClassName()));
 319
 320   AliITSDDLModuleMapSDD *ddlmap=(AliITSDDLModuleMapSDD*)fDetTypeRec->GetDDLModuleMapSDD();
 321   inputSDD->SetDDLModuleMap(ddlmap);
 322   for(Int_t iddl=0; iddl<AliITSDDLModuleMapSDD::GetNDDLs(); iddl++){
 323     for(Int_t icar=0; icar<AliITSDDLModuleMapSDD::GetNModPerDDL();icar++){
 324       Int_t iMod=ddlmap->GetModuleNumber(iddl,icar);
 325       if(iMod==-1) continue;
 326       AliITSCalibrationSDD* cal = (AliITSCalibrationSDD*)GetResp(iMod);
 327       if(cal==0){
 328         AliError(Form("Calibration object not present for SDD module %d\n",iMod));
 329         continue;
 330       }
 331       Bool_t isZeroSupp=cal->GetZeroSupp();
 332       if(isZeroSupp){
 333         for(Int_t iSid=0; iSid<2; iSid++) inputSDD->SetZeroSuppLowThreshold(iMod-240,iSid,cal->GetZSLowThreshold(iSid));
 334       }else{
 335         for(Int_t iSid=0; iSid<2; iSid++) inputSDD->SetZeroSuppLowThreshold(iMod-240,iSid,0);
 336       }
 337     }
 338   }
 339   FindClustersSDD(inputSDD,clusters);
 340   delete inputSDD;
 341 }
 342
 343 void AliITSClusterFinderV2SDD::FindClustersSDD(AliITSRawStream* input,
 344                                         TClonesArray** clusters)
 345 {
 346   //------------------------------------------------------------
 347   // Actual SDD cluster finder for raw data
 348   //------------------------------------------------------------
 349   Int_t nClustersSDD = 0;
 350   AliBin *bins[2];
 351   TBits* anodeFired[2];
 352   TBits* ddlAnodeFired[kHybridsPerDDL];
 353   for(Int_t iHyb=0;iHyb<kHybridsPerDDL;iHyb++){
 354     ddlAnodeFired[iHyb]=new TBits(fNAnodes);
 355     ddlAnodeFired[iHyb]->ResetAllBits();
 356   }
 357   Int_t vectModId[kModulesPerDDL];
 358   for(Int_t iMod=0; iMod<kModulesPerDDL; iMod++) vectModId[iMod]=-1;
 359
 360   // read raw data input stream
 361   while (input->Next()) {
 362     Int_t iModule = input->GetModuleID();
 363     if(iModule<0){
 364       AliWarning(Form("Invalid SDD module number %d\n", iModule));
 365       continue;
 366     }
 367     Int_t iCarlos =input->GetCarlosId();
 368     Int_t iSide = input->GetChannel();
 369     Int_t iHybrid=iCarlos*2+iSide;
 370
 371     if (input->IsCompletedModule()) {
 372       // store the module number
 373       vectModId[iCarlos]=iModule;
 374     }
 375     else if (input->IsCompletedDDL()) {
 376       // when all data from a DDL was read, search for clusters
 377       Int_t jitter=input->GetJitter();
 378       for(Int_t iMod=0; iMod<kModulesPerDDL; iMod++){
 379         if(vectModId[iMod]>=0){
 380           fModule = vectModId[iMod];
 381           clusters[fModule] = new TClonesArray("AliITSRecPoint");
 382           bins[0]=fDDLBins[iMod*2];   // first hybrid of the module
 383           bins[1]=fDDLBins[iMod*2+1]; // second hybrid of the module
 384           anodeFired[0]=ddlAnodeFired[iMod*2];
 385           anodeFired[1]=ddlAnodeFired[iMod*2+1];
 386           FindClustersSDD(bins, anodeFired, NULL, clusters[fModule],jitter);
 387           Int_t nClusters = clusters[fModule]->GetEntriesFast();
 388           nClustersSDD += nClusters;
 389           vectModId[iMod]=-1;
 390         }
 391         for (Int_t s=0; s<2; s++){
 392           Int_t indexHyb=iMod*2+s;
 393           for(Int_t iAnode=0; iAnode<GetSeg()->NpzHalf(); iAnode++){
 394             if(ddlAnodeFired[indexHyb]->TestBitNumber(iAnode)==kFALSE) continue;
 395             for(Int_t iTimeBin=0; iTimeBin<GetSeg()->Npx(); iTimeBin++){
 396               Int_t index=(iTimeBin+1)*fNZbins+(iAnode+1);
 397               fDDLBins[indexHyb][index].Reset();
 398             }
 399           }
 400         }
 401         ddlAnodeFired[iMod*2]->ResetAllBits();
 402         ddlAnodeFired[iMod*2+1]->ResetAllBits();
 403       }
 404     }else{
 405     // fill the current digit into the bins array
 406       if(iHybrid<0 || iHybrid>=kHybridsPerDDL){
 407         AliWarning(Form("Invalid SDD hybrid number %d on module %d\n", iHybrid,iModule));
 408         continue;
 409       }
 410       AliITSCalibrationSDD* cal = (AliITSCalibrationSDD*)GetResp(iModule);
 411       if(cal==0){
 412         AliError(Form("Calibration object not present for SDD module %d\n",iModule));
 413         continue;
 414       }
 415       Float_t charge=input->GetSignal();
 416       Int_t chan=input->GetCoord1()+fNAnodes*iSide;
 417       Float_t gain=cal->GetChannelGain(chan)/fDetTypeRec->GetAverageGainSDD();;
 418       Float_t baseline = cal->GetBaseline(chan);
 419       if(charge>baseline) charge-=baseline;
 420       else charge=0;
 421       if(gain>0.){ // Bad channels have gain=0
 422         charge/=gain;
 423         if(charge>=cal->GetThresholdAnode(chan)) {
 424           Int_t q=(Int_t)(charge+0.5);
 425           Int_t iz = input->GetCoord1();
 426           Int_t itb = input->GetCoord2();
 427           Int_t index = (itb+1) * fNZbins + (iz+1);
 428           if((itb < fNTimeBins) && (iz < fNAnodes)) {
 429             fDDLBins[iHybrid][index].SetQ(q);
 430             fDDLBins[iHybrid][index].SetMask(1);
 431             fDDLBins[iHybrid][index].SetIndex(index);
 432             ddlAnodeFired[iHybrid]->SetBitNumber(iz);
 433           }else{
 434             AliWarning(Form("Invalid SDD cell: Anode=%d   TimeBin=%d",iz,itb));
 435           }
 436         }
 437       }
 438     }
 439   }
 440   for(Int_t iHyb=0;iHyb<kHybridsPerDDL;iHyb++){
 441    delete ddlAnodeFired[iHyb];
 442   }
 443   Info("FindClustersSDD", "found clusters in ITS SDD: %d", nClustersSDD);
 444 }
 445
 446 //______________________________________________________________________
 447 Bool_t AliITSClusterFinderV2SDD::NoiseSuppress(Int_t k, Int_t sid, AliBin* bins, AliITSCalibrationSDD* cal) const {
 448   // applies zero suppression using the measured noise of each anode
 449   // threshold values from ALICE-INT-1999-28 V10
 450   // returns kTRUE if the digit should eb noise suppressed, kFALSE if it should be kept
 451   Float_t xfactL=2.2;
 452   Float_t xfactH=4.0;
 453   //
 454
 455   Int_t iAn=(k%fNZbins)-1;
 456   if(iAn<0 || iAn>255) return kTRUE;
 457   if(sid==1) iAn+=256;
 458   Int_t nLow=0, nHigh=0;
 459   Float_t noise=cal->GetNoiseAfterElectronics(iAn);
 460   Float_t noisem1=noise;
 461   if(iAn>1) noisem1=cal->GetNoiseAfterElectronics(iAn-1);
 462   Float_t noisep1=noise;
 463   if(iAn<511) noisep1=cal->GetNoiseAfterElectronics(iAn+1);
 464   Float_t tL=noise*xfactL;
 465   Float_t tH=noise*xfactH;
 466   Float_t tLp1=noisep1*xfactL;
 467   Float_t tHp1=noisep1*xfactH;
 468   Float_t tLm1=noisem1*xfactL;
 469   Float_t tHm1=noisem1*xfactH;
 470   Int_t cC=bins[k].GetQ();
 471   if(cC<=tL){
 472     bins[k].SetQ(0);
 473     bins[k].SetMask(0xFFFFFFFE);
 474     return kTRUE;;
 475   }
 476   nLow++; // cC is greater than tL
 477   if(cC>tH) nHigh++;
 478   Int_t sS=bins[k-1].GetQ();
 479   if(sS>tLm1) nLow++;
 480   if(sS>tHm1) nHigh++;
 481   Int_t nN=bins[k+1].GetQ();
 482   if(nN>tLp1) nLow++;
 483   if(nN>tHp1) nHigh++;
 484   Int_t eE=bins[k-fNZbins].GetQ();
 485   if(eE>tL) nLow++;
 486   if(eE>tH) nHigh++;
 487   Int_t wW=bins[k+fNZbins].GetQ();
 488   if(wW>tL) nLow++;
 489   if(wW>tH) nHigh++;
 490   if(nLow<2 || nHigh<1) return kTRUE;
 491   else return kFALSE;
 492 }
 493
 494
 495