ITS/AliITSsimulationSDD.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
  16 /* $Id$ */
  17
  18 #include <Riostream.h>
  19 #include <stdlib.h>
  20 #include <stdio.h>
  21 #include <string.h>
  22
  23 #include <TSystem.h>
  24 #include <TROOT.h>
  25 #include <TStopwatch.h>
  26 #include <TCanvas.h>
  27 #include <TF1.h>
  28 #include <TRandom.h>
  29 #include <TH1.h>
  30 #include <TFile.h>
  31 #include <TVector.h>
  32 #include <TArrayI.h>
  33 #include <TArrayF.h>
  34
  35 #include "AliRun.h"
  36 #include "AliITS.h"
  37 #include "AliITShit.h"
  38 #include "AliITSdigit.h"
  39 #include "AliITSmodule.h"
  40 #include "AliITSpList.h"
  41 #include "AliITSMapA1.h"
  42 #include "AliITSMapA2.h"
  43 #include "AliITSetfSDD.h"
  44 #include "AliITSRawData.h"
  45 #include "AliITSHuffman.h"
  46 #include "AliITSgeom.h"
  47 #include "AliITSsegmentation.h"
  48 #include "AliITSresponse.h"
  49 #include "AliITSsegmentationSDD.h"
  50 #include "AliITSresponseSDD.h"
  51 #include "AliITSsimulationSDD.h"
  52
  53 ClassImp(AliITSsimulationSDD)
  54 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  55 // Version: 0
  56 // Written by Piergiorgio Cerello
  57 // November 23 1999
  58 //
  59 // AliITSsimulationSDD is the simulation of SDDs.
  60   //
  61 //Begin_Html
  62 /*
  63 <img src="picts/ITS/AliITShit_Class_Diagram.gif">
  64 </pre>
  65 <br clear=left>
  66 <font size=+2 color=red>
  67 <p>This show the relasionships between the ITS hit class and the rest of Aliroot.
  68 </font>
  69 <pre>
  70 */
  71 //End_Html
  72 //______________________________________________________________________
  73 Int_t power(Int_t b, Int_t e) {
  74     // compute b to the e power, where both b and e are Int_ts.
  75     Int_t power = 1,i;
  76
  77     for(i=0; i<e; i++) power *= b;
  78     return power;
  79 }
  80 //______________________________________________________________________
  81 void FastFourierTransform(AliITSetfSDD *alisddetf,Double_t *real,
  82                           Double_t *imag,Int_t direction) {
  83     // Do a Fast Fourier Transform
  84
  85     Int_t samples = alisddetf->GetSamples();
  86     Int_t l = (Int_t) ((log((Float_t) samples)/log(2.))+0.5);
  87     Int_t m1 = samples;
  88     Int_t m  = samples/2;
  89     Int_t m2 = samples/m1;
  90     Int_t i,j,k;
  91     for(i=1; i<=l; i++) {
  92         for(j=0; j<samples; j += m1) {
  93             Int_t p = 0;
  94             for(k=j; k<= j+m-1; k++) {
  95                 Double_t wsr = alisddetf->GetWeightReal(p);
  96                 Double_t wsi = alisddetf->GetWeightImag(p);
  97                 if(direction == -1) wsi = -wsi;
  98                 Double_t xr = *(real+k+m);
  99                 Double_t xi = *(imag+k+m);
 100                 *(real+k+m) = wsr*(*(real+k)-xr) - wsi*(*(imag+k)-xi);
 101                 *(imag+k+m) = wsr*(*(imag+k)-xi) + wsi*(*(real+k)-xr);
 102                 *(real+k) += xr;
 103                 *(imag+k) += xi;
 104                 p += m2;
 105             } // end for k
 106         } // end for j
 107         m1 = m;
 108         m /= 2;
 109         m2 += m2;
 110     } // end for i
 111
 112     for(j=0; j<samples; j++) {
 113         Int_t j1 = j;
 114         Int_t p = 0;
 115         Int_t i1;
 116         for(i1=1; i1<=l; i1++) {
 117             Int_t j2 = j1;
 118             j1 /= 2;
 119             p = p + p + j2 - j1 - j1;
 120         } // end for i1
 121         if(p >= j) {
 122             Double_t xr = *(real+j);
 123             Double_t xi = *(imag+j);
 124             *(real+j) = *(real+p);
 125             *(imag+j) = *(imag+p);
 126             *(real+p) = xr;
 127             *(imag+p) = xi;
 128         } // end if p>=j
 129     } // end for j
 130     if(direction == -1) {
 131         for(i=0; i<samples; i++) {
 132             *(real+i) /= samples;
 133             *(imag+i) /= samples;
 134         } // end for i
 135     } // end if direction == -1
 136     return;
 137 }
 138 //______________________________________________________________________
 139 AliITSsimulationSDD::AliITSsimulationSDD() {
 140     // Default constructor
 141
 142     fResponse      = 0;
 143     fSegmentation  = 0;
 144     fHis           = 0;
 145 //    fpList         = 0;
 146     fHitMap2       = 0;
 147     fHitSigMap2    = 0;
 148     fHitNoiMap2    = 0;
 149     fElectronics   = 0;
 150     fStream        = 0;
 151     fInZR          = 0;
 152     fInZI          = 0;
 153     fOutZR         = 0;
 154     fOutZI         = 0;
 155     fNofMaps       = 0;
 156     fMaxNofSamples = 0;
 157     fITS           = 0;
 158     fTreeB         = 0;
 159     fAnodeFire     = 0;
 160     SetScaleFourier();
 161     SetPerpendTracksFlag();
 162     SetCrosstalkFlag();
 163     SetDoFFT();
 164     SetCheckNoise();
 165 }
 166 //______________________________________________________________________
 167 AliITSsimulationSDD::AliITSsimulationSDD(AliITSsimulationSDD &source) :
 168     AliITSsimulation(source){
 169     // Copy constructor to satify Coding roules only.
 170
 171     if(this==&source) return;
 172     Error("AliITSsimulationSSD","Not allowed to make a copy of "
 173           "AliITSsimulationSDD Using default creater instead");
 174     AliITSsimulationSDD();
 175 }
 176 //______________________________________________________________________
 177 AliITSsimulationSDD& AliITSsimulationSDD::operator=(AliITSsimulationSDD &src){
 178     // Assignment operator to satify Coding roules only.
 179
 180     if(this==&src) return *this;
 181     Error("AliITSsimulationSSD","Not allowed to make a = with "
 182           "AliITSsimulationSDD Using default creater instead");
 183     return *this ;
 184 }
 185 //______________________________________________________________________
 186 AliITSsimulationSDD::AliITSsimulationSDD(AliITSsegmentation *seg,
 187                                          AliITSresponse *resp){
 188     // Standard Constructor
 189
 190     fResponse      = 0;
 191     fSegmentation  = 0;
 192     fHis           = 0;
 193 //    fpList         = 0;
 194     fHitMap2       = 0;
 195     fHitSigMap2    = 0;
 196     fHitNoiMap2    = 0;
 197     fElectronics   = 0;
 198     fStream        = 0;
 199     fInZR          = 0;
 200     fInZI          = 0;
 201     fOutZR         = 0;
 202     fOutZI         = 0;
 203     fNofMaps       = 0;
 204     fMaxNofSamples = 0;
 205     fITS           = 0;
 206     fTreeB         = 0;
 207     SetDebug(kFALSE);
 208
 209     Init((AliITSsegmentationSDD*)seg,(AliITSresponseSDD*)resp);
 210 }
 211 //______________________________________________________________________
 212 void AliITSsimulationSDD::Init(AliITSsegmentationSDD *seg,
 213                                AliITSresponseSDD *resp){
 214     // Standard Constructor
 215
 216     fResponse     = resp;
 217     fSegmentation = seg;
 218     SetScaleFourier();
 219     SetPerpendTracksFlag();
 220     SetCrosstalkFlag();
 221     SetDoFFT();
 222     SetCheckNoise();
 223
 224     fpList = new AliITSpList( fSegmentation->Npz(),
 225                               fScaleSize*fSegmentation->Npx() );
 226     fHitSigMap2 = new AliITSMapA2(fSegmentation,fScaleSize,1);
 227     fHitNoiMap2 = new AliITSMapA2(fSegmentation,fScaleSize,1);
 228     fHitMap2 = fHitSigMap2;
 229
 230     fNofMaps = fSegmentation->Npz();
 231     fMaxNofSamples = fSegmentation->Npx();
 232     fAnodeFire = new Bool_t [fNofMaps];
 233
 234     Float_t sddLength = fSegmentation->Dx();
 235     Float_t sddWidth  = fSegmentation->Dz();
 236
 237     Int_t dummy        = 0;
 238     Float_t anodePitch = fSegmentation->Dpz(dummy);
 239     Double_t timeStep  = (Double_t)fSegmentation->Dpx(dummy);
 240     Float_t driftSpeed = fResponse->DriftSpeed();
 241
 242     if(anodePitch*(fNofMaps/2) > sddWidth) {
 243         Warning("AliITSsimulationSDD",
 244                 "Too many anodes %d or too big pitch %f \n",
 245                 fNofMaps/2,anodePitch);
 246     } // end if
 247
 248     if(timeStep*fMaxNofSamples < sddLength/driftSpeed) {
 249         Error("AliITSsimulationSDD",
 250               "Time Interval > Allowed Time Interval: exit\n");
 251         return;
 252     } // end if
 253
 254     fElectronics = new AliITSetfSDD(timeStep/fScaleSize,
 255                                     fResponse->Electronics());
 256
 257     char opt1[20], opt2[20];
 258     fResponse->ParamOptions(opt1,opt2);
 259     fParam = opt2;
 260     char *same = strstr(opt1,"same");
 261     if (same) {
 262         fNoise.Set(0);
 263         fBaseline.Set(0);
 264     } else {
 265         fNoise.Set(fNofMaps);
 266         fBaseline.Set(fNofMaps);
 267     } // end if
 268
 269     const char *kopt=fResponse->ZeroSuppOption();
 270     if (strstr(fParam.Data(),"file") ) {
 271         fD.Set(fNofMaps);
 272         fT1.Set(fNofMaps);
 273         if (strstr(kopt,"2D")) {
 274             fT2.Set(fNofMaps);
 275             fTol.Set(0);
 276             Init2D();       // desactivate if param change module by module
 277         } else if(strstr(kopt,"1D"))  {
 278             fT2.Set(2);
 279             fTol.Set(2);
 280             Init1D();      // desactivate if param change module by module
 281         } // end if strstr
 282     } else {
 283         fD.Set(2);
 284         fTol.Set(2);
 285         fT1.Set(2);
 286         fT2.Set(2);
 287         SetCompressParam();
 288     } // end if else strstr
 289
 290     Bool_t write = fResponse->OutputOption();
 291     if(write && strstr(kopt,"2D")) MakeTreeB();
 292
 293     // call here if baseline does not change by module
 294     // ReadBaseline();
 295
 296     fITS       = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 297     Int_t size = fNofMaps*fMaxNofSamples;
 298     fStream    = new AliITSInStream(size);
 299
 300     fInZR  = new Double_t [fScaleSize*fMaxNofSamples];
 301     fInZI  = new Double_t [fScaleSize*fMaxNofSamples];
 302     fOutZR = new Double_t [fScaleSize*fMaxNofSamples];
 303     fOutZI = new Double_t [fScaleSize*fMaxNofSamples];
 304
 305 }
 306 //______________________________________________________________________
 307 AliITSsimulationSDD::~AliITSsimulationSDD() {
 308     // destructor
 309
 310 //    delete fpList;
 311     delete fHitSigMap2;
 312     delete fHitNoiMap2;
 313     delete fStream;
 314     delete fElectronics;
 315
 316     fITS = 0;
 317
 318     if (fHis) {
 319         fHis->Delete();
 320         delete fHis;
 321     } // end if fHis
 322     if(fTreeB) delete fTreeB;
 323     if(fInZR)  delete [] fInZR;
 324     if(fInZI)  delete [] fInZI;
 325     if(fOutZR) delete [] fOutZR;
 326     if(fOutZI) delete [] fOutZI;
 327     if(fAnodeFire) delete [] fAnodeFire;
 328 }
 329 //______________________________________________________________________
 330 void AliITSsimulationSDD::InitSimulationModule( Int_t module, Int_t event ) {
 331     // create maps to build the lists of tracks for each summable digit
 332     fModule = module;
 333     fEvent  = event;
 334     ClearMaps();
 335     memset(fAnodeFire,0,sizeof(Bool_t)*fNofMaps);
 336 }
 337 //______________________________________________________________________
 338 void AliITSsimulationSDD::ClearMaps() {
 339     // clear maps
 340     fpList->ClearMap();
 341     fHitSigMap2->ClearMap();
 342     fHitNoiMap2->ClearMap();
 343 }
 344 //______________________________________________________________________
 345 void AliITSsimulationSDD::SDigitiseModule( AliITSmodule *mod, Int_t md, Int_t ev){
 346     // digitize module using the "slow" detector simulator creating
 347     // summable digits.
 348
 349     TObjArray *fHits = mod->GetHits();
 350     Int_t nhits      = fHits->GetEntriesFast();
 351     if( !nhits ) return;
 352
 353     InitSimulationModule( md, ev );
 354     HitsToAnalogDigits( mod );
 355     ChargeToSignal( kFALSE ); // - Process signal without add noise
 356     fHitMap2 = fHitNoiMap2;   // - Swap to noise map
 357     ChargeToSignal( kTRUE );  // - Process only noise
 358     fHitMap2 = fHitSigMap2;   // - Return to signal map
 359     WriteSDigits();
 360     ClearMaps();
 361 }
 362 //______________________________________________________________________
 363 Bool_t AliITSsimulationSDD::AddSDigitsToModule( TClonesArray *pItemArray, Int_t mask ) {
 364     // Add Summable digits to module maps.
 365     Int_t    nItems = pItemArray->GetEntries();
 366     Double_t maxadc = fResponse->MaxAdc();
 367     //Bool_t sig = kFALSE;
 368
 369     // cout << "Adding "<< nItems <<" SDigits to module " << fModule << endl;
 370     for( Int_t i=0; i<nItems; i++ ) {
 371         AliITSpListItem * pItem = (AliITSpListItem *)(pItemArray->At( i ));
 372         if( pItem->GetModule() != fModule ) {
 373             Error( "AliITSsimulationSDD",
 374                    "Error reading, SDigits module %d != current module %d: exit\n",
 375                     pItem->GetModule(), fModule );
 376             return kFALSE;
 377         } // end if
 378
 379       //  if(pItem->GetSignal()>0.0 ) sig = kTRUE;
 380
 381         fpList->AddItemTo( mask, pItem ); // Add SignalAfterElect + noise
 382         AliITSpListItem * pItem2 = fpList->GetpListItem( pItem->GetIndex() );
 383         Double_t sigAE = pItem2->GetSignalAfterElect();
 384         if( sigAE >= maxadc ) sigAE = maxadc-1; // avoid overflow signal
 385         Int_t ia;
 386         Int_t it;
 387         fpList->GetMapIndex( pItem->GetIndex(), ia, it );
 388         fHitMap2->SetHit( ia, it, sigAE );
 389         fAnodeFire[ia] = kTRUE;
 390     }
 391     return kTRUE;
 392 }
 393 //______________________________________________________________________
 394 void AliITSsimulationSDD::FinishSDigitiseModule() {
 395     // digitize module using the "slow" detector simulator from
 396     // the sum of summable digits.
 397     FinishDigits() ;
 398     ClearMaps();
 399 }
 400 //______________________________________________________________________
 401 void AliITSsimulationSDD::DigitiseModule(AliITSmodule *mod,Int_t md,Int_t ev){
 402     // create maps to build the lists of tracks for each digit
 403
 404     TObjArray *fHits = mod->GetHits();
 405     Int_t nhits      = fHits->GetEntriesFast();
 406
 407     InitSimulationModule( md, ev );
 408
 409     if( !nhits && fCheckNoise ) {
 410         ChargeToSignal( kTRUE );  // process noise
 411         GetNoise();
 412         ClearMaps();
 413         return;
 414     } else
 415         if( !nhits ) return;
 416
 417     HitsToAnalogDigits( mod );
 418     ChargeToSignal( kTRUE );  // process signal + noise
 419
 420     for( Int_t i=0; i<fNofMaps; i++ ) {
 421         for( Int_t j=0; j<fMaxNofSamples; j++ ) {
 422             Int_t jdx = j*fScaleSize;
 423             Int_t index = fpList->GetHitIndex( i, j );
 424             AliITSpListItem pItemTmp2( fModule, index, 0. );
 425             // put the fScaleSize analog digits in only one
 426             for( Int_t ik=0; ik<fScaleSize; ik++ ) {
 427                 AliITSpListItem *pItemTmp = fpList->GetpListItem( i, jdx+ik );
 428                 if( pItemTmp == 0 ) continue;
 429                 pItemTmp2.Add( pItemTmp );
 430             }
 431             fpList->DeleteHit( i, j );
 432             fpList->AddItemTo( 0, &pItemTmp2 );
 433         }
 434     }
 435
 436     FinishDigits();
 437     ClearMaps();
 438 }
 439 //______________________________________________________________________
 440 void AliITSsimulationSDD::FinishDigits() {
 441     // introduce the electronics effects and do zero-suppression if required
 442
 443     ApplyDeadChannels();
 444     if( fCrosstalkFlag ) ApplyCrosstalk();
 445
 446     const char *kopt = fResponse->ZeroSuppOption();
 447     ZeroSuppression( kopt );
 448 }
 449 //______________________________________________________________________
 450 void AliITSsimulationSDD::HitsToAnalogDigits( AliITSmodule *mod ) {
 451     // create maps to build the lists of tracks for each digit
 452
 453     TObjArray *fHits    = mod->GetHits();
 454     Int_t      nhits    = fHits->GetEntriesFast();
 455 //    Int_t      arg[6]   = {0,0,0,0,0,0};
 456     Int_t    dummy      = 0;
 457     Int_t    nofAnodes  = fNofMaps/2;
 458     Float_t  sddLength  = fSegmentation->Dx();
 459     Float_t  sddWidth   = fSegmentation->Dz();
 460     Float_t  anodePitch = fSegmentation->Dpz(dummy);
 461     Float_t  timeStep   = fSegmentation->Dpx(dummy);
 462     Float_t  driftSpeed = fResponse->DriftSpeed();
 463     Float_t  maxadc     = fResponse->MaxAdc();
 464     Float_t  topValue   = fResponse->DynamicRange();
 465     Float_t  cHloss     = fResponse->ChargeLoss();
 466     Float_t  norm       = maxadc/topValue;
 467     Float_t  dfCoeff, s1; fResponse->DiffCoeff(dfCoeff,s1); // Signal 2d Shape
 468     Double_t eVpairs    = 3.6;  // electron pair energy eV.
 469     Float_t  nsigma     = fResponse->NSigmaIntegration(); //
 470     Int_t    nlookups   = fResponse->GausNLookUp();       //
 471     Float_t  jitter     = ((AliITSresponseSDD*)fResponse)->JitterError(); //
 472
 473     // Piergiorgio's part (apart for few variables which I made float
 474     // when i thought that can be done
 475     // Fill detector maps with GEANT hits
 476     // loop over hits in the module
 477
 478     const Float_t kconv = 1.0e+6;  // GeV->KeV
 479     Int_t    itrack      = 0;
 480     Int_t    hitDetector; // detector number (lay,lad,hitDetector)
 481     Int_t    iWing;       // which detector wing/side.
 482     Int_t    detector;    // 2*(detector-1)+iWing
 483     Int_t    ii,kk,ka,kt; // loop indexs
 484     Int_t    ia,it,index; // sub-pixel integration indexies
 485     Int_t    iAnode;      // anode number.
 486     Int_t    timeSample;  // time buckett.
 487     Int_t    anodeWindow; // anode direction charge integration width
 488     Int_t    timeWindow;  // time direction charge integration width
 489     Int_t    jamin,jamax; // anode charge integration window
 490     Int_t    jtmin,jtmax; // time charge integration window
 491     Int_t    ndiv;        // Anode window division factor.
 492     Int_t    nsplit;      // the number of splits in anode and time windows==1.
 493     Int_t    nOfSplits;   // number of times track length is split into
 494     Float_t  nOfSplitsF;  // Floating point version of nOfSplits.
 495     Float_t  kkF;         // Floating point version of loop index kk.
 496     Float_t  pathInSDD; // Track length in SDD.
 497     Float_t  drPath; // average position of track in detector. in microns
 498     Float_t  drTime; // Drift time
 499     Float_t  nmul;   // drift time window multiplication factor.
 500     Float_t  avDrft;  // x position of path length segment in cm.
 501     Float_t  avAnode; // Anode for path length segment in Anode number (float)
 502     Float_t  xAnode;  // Floating point anode number.
 503     Float_t  driftPath; // avDrft in microns.
 504     Float_t  width;     // width of signal at anodes.
 505     Double_t  depEnergy; // Energy deposited in this GEANT step.
 506     Double_t  xL[3],dxL[3]; // local hit coordinates and diff.
 507     Double_t sigA; // sigma of signal at anode.
 508     Double_t sigT; // sigma in time/drift direction for track segment
 509     Double_t aStep,aConst; // sub-pixel size and offset anode
 510     Double_t tStep,tConst; // sub-pixel size and offset time
 511     Double_t amplitude; // signal amplitude for track segment in nanoAmpere
 512     Double_t chargeloss; // charge loss for track segment.
 513     Double_t anodeAmplitude; // signal amplitude in anode direction
 514     Double_t aExpo;          // exponent of Gaussian anode direction
 515     Double_t timeAmplitude;  // signal amplitude in time direction
 516     Double_t tExpo;          // exponent of Gaussian time direction
 517 //  Double_t tof;            // Time of flight in ns of this step.
 518
 519     for(ii=0; ii<nhits; ii++) {
 520         if(!mod->LineSegmentL(ii,xL[0],dxL[0],xL[1],dxL[1],xL[2],dxL[2],
 521                               depEnergy,itrack)) continue;
 522         xL[0] += 0.0001*gRandom->Gaus( 0, jitter ); //
 523         depEnergy  *= kconv;
 524         hitDetector = mod->GetDet();
 525         //tof         = 1.E+09*(mod->GetHit(ii)->GetTOF()); // tof in ns.
 526         //if(tof>sddLength/driftSpeed) continue; // hit happed too late.
 527
 528         // scale path to simulate a perpendicular track
 529         // continue if the particle did not lose energy
 530         // passing through detector
 531         if (!depEnergy) {
 532           if(GetDebug()){
 533             Warning("HitsToAnalogDigits",
 534                     "fTrack = %d hit=%d module=%d This particle has"
 535                     " passed without losing energy!",
 536                     itrack,ii,mod->GetIndex());
 537           }
 538             continue;
 539         } // end if !depEnergy
 540
 541         pathInSDD = TMath::Sqrt(dxL[0]*dxL[0]+dxL[1]*dxL[1]+dxL[2]*dxL[2]);
 542
 543         if (fFlag && pathInSDD) { depEnergy *= (0.03/pathInSDD); }
 544         drPath = 10000.*(dxL[0]+2.*xL[0])*0.5;
 545         if(drPath < 0) drPath = -drPath;
 546         drPath = sddLength-drPath;
 547         if(drPath < 0) {
 548           if(GetDebug()){ // this should be fixed at geometry level
 549             Warning("HitsToAnalogDigits",
 550                     "negative drift path drPath=%e sddLength=%e dxL[0]=%e "
 551                     "xL[0]=%e",
 552                     drPath,sddLength,dxL[0],xL[0]);
 553           }
 554           continue;
 555         } // end if drPath < 0
 556
 557         // Compute number of segments to brake step path into
 558         drTime = drPath/driftSpeed;  //   Drift Time
 559         sigA   = TMath::Sqrt(2.*dfCoeff*drTime+s1*s1);// Sigma along the anodes
 560         // calcuate the number of time the path length should be split into.
 561         nOfSplits = (Int_t) (1. + 10000.*pathInSDD/sigA);
 562         if(fFlag) nOfSplits = 1;
 563
 564         // loop over path segments, init. some variables.
 565         depEnergy /= nOfSplits;
 566         nOfSplitsF = (Float_t) nOfSplits;
 567         for(kk=0;kk<nOfSplits;kk++) { // loop over path segments
 568             kkF       = (Float_t) kk + 0.5;
 569             avDrft    = xL[0]+dxL[0]*kkF/nOfSplitsF;
 570             avAnode   = xL[2]+dxL[2]*kkF/nOfSplitsF;
 571             driftPath = 10000.*avDrft;
 572
 573             iWing = 2;  // Assume wing is 2
 574             if(driftPath < 0) { // if wing is not 2 it is 1.
 575                 iWing     = 1;
 576                 driftPath = -driftPath;
 577             } // end if driftPath < 0
 578             driftPath = sddLength-driftPath;
 579             detector  = 2*(hitDetector-1) + iWing;
 580             if(driftPath < 0) {
 581               if(GetDebug()){ // this should be fixed at geometry level
 582                 Warning("HitsToAnalogDigits","negative drift path "
 583                         "driftPath=%e sddLength=%e avDrft=%e dxL[0]=%e "
 584                         "xL[0]=%e",driftPath,sddLength,avDrft,dxL[0],xL[0]);
 585               }
 586                 continue;
 587             } // end if driftPath < 0
 588
 589             //   Drift Time
 590             drTime     = driftPath/driftSpeed; // drift time for segment.
 591             timeSample = (Int_t) (fScaleSize*drTime/timeStep + 1);
 592             // compute time Sample including tof information. The tof only
 593             // effects the time of the signal is recoreded and not the
 594             // the defusion.
 595             // timeSample = (Int_t) (fScaleSize*(drTime+tof)/timeStep + 1);
 596             if(timeSample > fScaleSize*fMaxNofSamples) {
 597                 Warning("HitsToAnalogDigits","Wrong Time Sample: %e",
 598                         timeSample);
 599                 continue;
 600             } // end if timeSample > fScaleSize*fMaxNoofSamples
 601
 602             //   Anode
 603             xAnode = 10000.*(avAnode)/anodePitch + nofAnodes/2;  // +1?
 604             if(xAnode*anodePitch > sddWidth || xAnode*anodePitch < 0.)
 605                           Warning("HitsToAnalogDigits",
 606                                   "Exceedubg sddWidth=%e Z = %e",
 607                                   sddWidth,xAnode*anodePitch);
 608             iAnode = (Int_t) (1.+xAnode); // xAnode?
 609             if(iAnode < 1 || iAnode > nofAnodes) {
 610                 Warning("HitToAnalogDigits","Wrong iAnode: 1<%d>%d",
 611                         iAnode,nofAnodes);
 612                 continue;
 613             } // end if iAnode < 1 || iAnode > nofAnodes
 614
 615             // store straight away the particle position in the array
 616             // of particles and take idhit=ii only when part is entering (this
 617             // requires FillModules() in the macro for analysis) :
 618
 619             // Sigma along the anodes for track segment.
 620             sigA       = TMath::Sqrt(2.*dfCoeff*drTime+s1*s1);
 621             sigT       = sigA/driftSpeed;
 622             // Peak amplitude in nanoAmpere
 623             amplitude  = fScaleSize*160.*depEnergy/
 624                                  (timeStep*eVpairs*2.*acos(-1.)*sigT*sigA);
 625             amplitude *= timeStep/25.; // WARNING!!!!! Amplitude scaling to
 626                                        // account for clock variations
 627                                        // (reference value: 40 MHz)
 628             chargeloss = 1.-cHloss*driftPath/1000;
 629             amplitude *= chargeloss;
 630             width  = 2.*nsigma/(nlookups-1);
 631             // Spread the charge
 632             // Pixel index
 633             ndiv = 2;
 634             nmul = 3.;
 635             if(drTime > 1200.) {
 636                 ndiv = 4;
 637                 nmul = 1.5;
 638             } // end if drTime > 1200.
 639             // Sub-pixel index
 640             nsplit = 4; // hard-wired //nsplit=4;nsplit = (nsplit+1)/2*2;
 641             // Sub-pixel size see computation of aExpo and tExpo.
 642             aStep  = anodePitch/(nsplit*fScaleSize*sigA);
 643             aConst = xAnode*anodePitch/sigA;
 644             tStep  = timeStep/(nsplit*fScaleSize*sigT);
 645             tConst = drTime/sigT;
 646             // Define SDD window corresponding to the hit
 647             anodeWindow = (Int_t)(fScaleSize*nsigma*sigA/anodePitch+1);
 648             timeWindow  = (Int_t) (fScaleSize*nsigma*sigT/timeStep+1.);
 649             jamin = (iAnode - anodeWindow/ndiv - 1)*fScaleSize*nsplit +1;
 650             jamax = (iAnode + anodeWindow/ndiv)*fScaleSize*nsplit;
 651             if(jamin <= 0) jamin = 1;
 652             if(jamax > fScaleSize*nofAnodes*nsplit)
 653                                          jamax = fScaleSize*nofAnodes*nsplit;
 654             // jtmin and jtmax are Hard-wired
 655             jtmin = (Int_t)(timeSample-timeWindow*nmul-1)*nsplit+1;
 656             jtmax = (Int_t)(timeSample+timeWindow*nmul)*nsplit;
 657             if(jtmin <= 0) jtmin = 1;
 658             if(jtmax > fScaleSize*fMaxNofSamples*nsplit)
 659                                       jtmax = fScaleSize*fMaxNofSamples*nsplit;
 660             // Spread the charge in the anode-time window
 661             for(ka=jamin; ka <=jamax; ka++) {
 662                 ia = (ka-1)/(fScaleSize*nsplit) + 1;
 663                 if(ia <= 0) {
 664                     Warning("HitsToAnalogDigits","ia < 1: ");
 665                     continue;
 666                 } // end if
 667                 if(ia > nofAnodes) ia = nofAnodes;
 668                 aExpo     = (aStep*(ka-0.5)-aConst);
 669                 if(TMath::Abs(aExpo) > nsigma)  anodeAmplitude = 0.;
 670                 else {
 671                     dummy          = (Int_t) ((aExpo+nsigma)/width);
 672                     anodeAmplitude = amplitude*fResponse->GausLookUp(dummy);
 673                 } // end if TMath::Abs(aEspo) > nsigma
 674                 // index starts from 0
 675                 index = ((detector+1)%2)*nofAnodes+ia-1;
 676                 if(anodeAmplitude) for(kt=jtmin; kt<=jtmax; kt++) {
 677                     it = (kt-1)/nsplit+1;  // it starts from 1
 678                     if(it<=0){
 679                         Warning("HitsToAnalogDigits","it < 1:");
 680                         continue;
 681                     } // end if
 682                     if(it>fScaleSize*fMaxNofSamples)
 683                                                 it = fScaleSize*fMaxNofSamples;
 684                     tExpo    = (tStep*(kt-0.5)-tConst);
 685                     if(TMath::Abs(tExpo) > nsigma) timeAmplitude = 0.;
 686                     else {
 687                         dummy         = (Int_t) ((tExpo+nsigma)/width);
 688                         timeAmplitude = anodeAmplitude*
 689                                         fResponse->GausLookUp(dummy);
 690                     } // end if TMath::Abs(tExpo) > nsigma
 691                     // build the list of Sdigits for this module
 692 //                    arg[0]         = index;
 693 //                    arg[1]         = it;
 694 //                    arg[2]         = itrack; // track number
 695 //                    arg[3]         = ii-1; // hit number.
 696                     timeAmplitude *= norm;
 697                     timeAmplitude *= 10;
 698 //                    ListOfFiredCells(arg,timeAmplitude,alst,padr);
 699                     Double_t charge = timeAmplitude;
 700                     charge += fHitMap2->GetSignal(index,it-1);
 701                     fHitMap2->SetHit(index, it-1, charge);
 702                     fpList->AddSignal(index,it-1,itrack,ii-1,
 703                                      mod->GetIndex(),timeAmplitude);
 704                     fAnodeFire[index] = kTRUE;
 705                 } // end if anodeAmplitude and loop over time in window
 706             } // loop over anodes in window
 707         } // end loop over "sub-hits"
 708     } // end loop over hits
 709 }
 710
 711 /*
 712 //______________________________________________________________________
 713 void AliITSsimulationSDD::ListOfFiredCells(Int_t *arg,Double_t timeAmplitude,
 714                                           TObjArray *alist,TClonesArray *padr){
 715     // Returns the list of "fired" cells.
 716
 717     Int_t index     = arg[0];
 718     Int_t ik        = arg[1];
 719     Int_t idtrack   = arg[2];
 720     Int_t idhit     = arg[3];
 721     Int_t counter   = arg[4];
 722     Int_t countadr  = arg[5];
 723     Double_t charge = timeAmplitude;
 724     charge += fHitMap2->GetSignal(index,ik-1);
 725     fHitMap2->SetHit(index, ik-1, charge);
 726
 727     Int_t digits[3];
 728     Int_t it = (Int_t)((ik-1)/fScaleSize);
 729     digits[0] = index;
 730     digits[1] = it;
 731     digits[2] = (Int_t)timeAmplitude;
 732     Float_t phys;
 733     if (idtrack >= 0) phys = (Float_t)timeAmplitude;
 734     else phys = 0;
 735
 736     Double_t cellcharge = 0.;
 737     AliITSTransientDigit* pdigit;
 738     // build the list of fired cells and update the info
 739     if (!fHitMap1->TestHit(index, it)) {
 740         new((*padr)[countadr++]) TVector(3);
 741         TVector &trinfo=*((TVector*) (*padr)[countadr-1]);
 742         trinfo(0) = (Float_t)idtrack;
 743         trinfo(1) = (Float_t)idhit;
 744         trinfo(2) = (Float_t)timeAmplitude;
 745
 746         alist->AddAtAndExpand(new AliITSTransientDigit(phys,digits),counter);
 747         fHitMap1->SetHit(index, it, counter);
 748         counter++;
 749         pdigit=(AliITSTransientDigit*)alist->At(alist->GetLast());
 750         // list of tracks
 751         TObjArray *trlist=(TObjArray*)pdigit->TrackList();
 752         trlist->Add(&trinfo);
 753     } else {
 754         pdigit = (AliITSTransientDigit*) fHitMap1->GetHit(index, it);
 755         for(Int_t kk=0;kk<fScaleSize;kk++) {
 756             cellcharge += fHitMap2->GetSignal(index,fScaleSize*it+kk);
 757         }  // end for kk
 758         // update charge
 759         (*pdigit).fSignal = (Int_t)cellcharge;
 760         (*pdigit).fPhysics += phys;
 761         // update list of tracks
 762         TObjArray* trlist = (TObjArray*)pdigit->TrackList();
 763         Int_t lastentry = trlist->GetLast();
 764         TVector *ptrkp = (TVector*)trlist->At(lastentry);
 765         TVector &trinfo = *ptrkp;
 766         Int_t lasttrack = Int_t(trinfo(0));
 767         Float_t lastcharge=(trinfo(2));
 768         if (lasttrack==idtrack ) {
 769             lastcharge += (Float_t)timeAmplitude;
 770             trlist->RemoveAt(lastentry);
 771             trinfo(0) = lasttrack;
 772             trinfo(1) = idhit;
 773             trinfo(2) = lastcharge;
 774             trlist->AddAt(&trinfo,lastentry);
 775         } else {
 776             new((*padr)[countadr++]) TVector(3);
 777             TVector &trinfo=*((TVector*) (*padr)[countadr-1]);
 778             trinfo(0) = (Float_t)idtrack;
 779             trinfo(1) = (Float_t)idhit;
 780             trinfo(2) = (Float_t)timeAmplitude;
 781             trlist->Add(&trinfo);
 782         } // end if lasttrack==idtrack
 783
 784 #ifdef print
 785         // check the track list - debugging
 786         Int_t trk[20], htrk[20];
 787         Float_t chtrk[20];
 788         Int_t nptracks = trlist->GetEntriesFast();
 789         if (nptracks > 2) {
 790             Int_t tr;
 791             for (tr=0;tr<nptracks;tr++) {
 792                 TVector *pptrkp = (TVector*)trlist->At(tr);
 793                 TVector &pptrk  = *pptrkp;
 794                 trk[tr]   = Int_t(pptrk(0));
 795                 htrk[tr]  = Int_t(pptrk(1));
 796                 chtrk[tr] = (pptrk(2));
 797                 cout << "nptracks "<<nptracks << endl;
 798             } // end for tr
 799         } // end if nptracks
 800 #endif
 801     } //  end if pdigit
 802
 803     // update counter and countadr for next call.
 804     arg[4] = counter;
 805     arg[5] = countadr;
 806 }
 807 */
 808
 809 //____________________________________________
 810 void AliITSsimulationSDD::AddDigit( Int_t i, Int_t j, Int_t signal ) {
 811     // Adds a Digit.
 812     Int_t size = AliITSdigitSPD::GetNTracks();
 813     Int_t digits[3];
 814     Int_t * tracks = new Int_t[size];
 815     Int_t * hits = new Int_t[size];
 816     Float_t phys;
 817     Float_t * charges = new Float_t[size];
 818
 819 //    if( fResponse->Do10to8() ) signal = Convert8to10( signal );
 820     digits[0] = i;
 821     digits[1] = j;
 822     digits[2] = signal;
 823
 824     AliITSpListItem *pItem = fpList->GetpListItem( i, j );
 825     if( pItem == 0 ) {
 826         phys = 0.0;
 827         for( Int_t l=0; l<size; l++ ) {
 828             tracks[l]  = 0;
 829             hits[l]    = 0;
 830             charges[l] = 0.0;
 831         }
 832     } else {
 833         Int_t idtrack =  pItem->GetTrack( 0 );
 834         if( idtrack >= 0 ) phys = pItem->GetSignal();
 835         else phys = 0.0;
 836
 837         for( Int_t l=0; l<size; l++ ) if(l<pItem->GetMaxKept()) {
 838             tracks[l]  = pItem->GetTrack( l );
 839             hits[l]    = pItem->GetHit( l );
 840             charges[l] = pItem->GetSignal( l );
 841         }else{
 842             tracks[l]  = -3;
 843             hits[l]    = -1;
 844             charges[l] = 0.0;
 845         }// end for if
 846     }
 847
 848     fITS->AddSimDigit( 1, phys, digits, tracks, hits, charges );
 849     delete [] tracks;
 850     delete [] hits;
 851     delete [] charges;
 852 }
 853
 854 //______________________________________________________________________
 855 void AliITSsimulationSDD::ChargeToSignal(Bool_t bAddNoise) {
 856     // add baseline, noise, electronics and ADC saturation effects
 857
 858     char opt1[20], opt2[20];
 859     fResponse->ParamOptions(opt1,opt2);
 860     char *read = strstr(opt1,"file");
 861     Float_t baseline, noise;
 862
 863     if (read) {
 864         static Bool_t readfile=kTRUE;
 865         //read baseline and noise from file
 866         if (readfile) ReadBaseline();
 867         readfile=kFALSE;
 868     } else fResponse->GetNoiseParam(noise,baseline);
 869
 870     Float_t contrib=0;
 871     Int_t i,k,kk;
 872     Float_t maxadc = fResponse->MaxAdc();
 873     if(!fDoFFT) {
 874         for (i=0;i<fNofMaps;i++) {
 875             if( !fAnodeFire[i] ) continue;
 876             if (read && i<fNofMaps) GetAnodeBaseline(i,baseline,noise);
 877             for(k=0; k<fScaleSize*fMaxNofSamples; k++) {
 878                 fInZR[k]  = fHitMap2->GetSignal(i,k);
 879                 if( bAddNoise ) {
 880                     contrib   = (baseline + noise*gRandom->Gaus());
 881                     fInZR[k] += contrib;
 882                 }
 883             } // end for k
 884             for(k=0; k<fMaxNofSamples; k++) {
 885                 Double_t newcont = 0.;
 886                 Double_t maxcont = 0.;
 887                 for(kk=0;kk<fScaleSize;kk++) {
 888                     newcont = fInZR[fScaleSize*k+kk];
 889                     if(newcont > maxcont) maxcont = newcont;
 890                 } // end for kk
 891                 newcont = maxcont;
 892                 if (newcont >= maxadc) newcont = maxadc -1;
 893                 if(newcont >= baseline){
 894                     Warning("","newcont=%d>=baseline=%d",newcont,baseline);
 895                 } // end if
 896                 // back to analog: ?
 897                 fHitMap2->SetHit(i,k,newcont);
 898             }  // end for k
 899         } // end for i loop over anodes
 900         return;
 901     } // end if DoFFT
 902
 903     for (i=0;i<fNofMaps;i++) {
 904         if( !fAnodeFire[i] ) continue;
 905         if  (read && i<fNofMaps) GetAnodeBaseline(i,baseline,noise);
 906         for(k=0; k<fScaleSize*fMaxNofSamples; k++) {
 907             fInZR[k]  = fHitMap2->GetSignal(i,k);
 908             if( bAddNoise ) {
 909                 contrib   = (baseline + noise*gRandom->Gaus());
 910                 fInZR[k] += contrib;
 911             }
 912             fInZI[k]  = 0.;
 913         } // end for k
 914         FastFourierTransform(fElectronics,&fInZR[0],&fInZI[0],1);
 915         for(k=0; k<fScaleSize*fMaxNofSamples; k++) {
 916             Double_t rw = fElectronics->GetTraFunReal(k);
 917             Double_t iw = fElectronics->GetTraFunImag(k);
 918             fOutZR[k]   = fInZR[k]*rw - fInZI[k]*iw;
 919             fOutZI[k]   = fInZR[k]*iw + fInZI[k]*rw;
 920         } // end for k
 921         FastFourierTransform(fElectronics,&fOutZR[0],&fOutZI[0],-1);
 922         for(k=0; k<fMaxNofSamples; k++) {
 923             Double_t newcont1 = 0.;
 924             Double_t maxcont1 = 0.;
 925             for(kk=0;kk<fScaleSize;kk++) {
 926                 newcont1 = fOutZR[fScaleSize*k+kk];
 927                 if(newcont1 > maxcont1) maxcont1 = newcont1;
 928             } // end for kk
 929             newcont1 = maxcont1;
 930             if (newcont1 >= maxadc) newcont1 = maxadc -1;
 931             fHitMap2->SetHit(i,k,newcont1);
 932         } // end for k
 933     } // end for i loop over anodes
 934   return;
 935 }
 936 //____________________________________________________________________
 937 void AliITSsimulationSDD::ApplyDeadChannels() {
 938     // Set dead channel signal to zero
 939     AliITSresponseSDD * response = (AliITSresponseSDD *)fResponse;
 940
 941     // nothing to do
 942     if( response->GetDeadModules() == 0 &&
 943         response->GetDeadChips() == 0 &&
 944         response->GetDeadChannels() == 0 )
 945         return;
 946
 947     static AliITS *iTS = (AliITS*)gAlice->GetModule( "ITS" );
 948
 949     Int_t fMaxNofSamples = fSegmentation->Npx();
 950     AliITSgeom *geom = iTS->GetITSgeom();
 951     Int_t firstSDDMod = geom->GetStartDet( 1 );
 952     // loop over wings
 953     for( Int_t j=0; j<2; j++ ) {
 954         Int_t mod = (fModule-firstSDDMod)*2 + j;
 955         for( Int_t u=0; u<response->Chips(); u++ )
 956             for( Int_t v=0; v<response->Channels(); v++ ) {
 957                 Float_t Gain = response->Gain( mod, u, v );
 958                 for( Int_t k=0; k<fMaxNofSamples; k++ ) {
 959                     Int_t i = j*response->Chips()*response->Channels() +
 960                               u*response->Channels() +
 961                               v;
 962                     Double_t signal =  Gain * fHitMap2->GetSignal( i, k );
 963                     fHitMap2->SetHit( i, k, signal );  ///
 964                 }
 965             }
 966     }
 967 }
 968 //______________________________________________________________________
 969 void AliITSsimulationSDD::ApplyCrosstalk() {
 970     // function add the crosstalk effect to signal
 971     // temporal function, should be checked...!!!
 972
 973     Int_t fNofMaps = fSegmentation->Npz();
 974     Int_t fMaxNofSamples = fSegmentation->Npx();
 975
 976     // create and inizialice crosstalk map
 977     Float_t* ctk = new Float_t[fNofMaps*fMaxNofSamples+1];
 978     if( ctk == NULL ) {
 979         Error( "ApplyCrosstalk", "no memory for temporal map: exit \n" );
 980         return;
 981     }
 982     memset( ctk, 0, sizeof(Float_t)*(fNofMaps*fMaxNofSamples+1) );
 983
 984     Float_t noise, baseline;
 985     fResponse->GetNoiseParam( noise, baseline );
 986
 987     for( Int_t z=0; z<fNofMaps; z++ ) {
 988         Bool_t on = kFALSE;
 989         Int_t tstart = 0;
 990         Int_t tstop = 0;
 991         Int_t nTsteps = 0;
 992
 993         for( Int_t l=0; l<fMaxNofSamples; l++ ) {
 994             Float_t fadc = (Float_t)fHitMap2->GetSignal( z, l );
 995             if( fadc > baseline ) {
 996                 if( on == kFALSE && l<fMaxNofSamples-4 ) {
 997                     Float_t fadc1 = (Float_t)fHitMap2->GetSignal( z, l+1 );
 998                     if( fadc1 < fadc ) continue;
 999                     on = kTRUE;
1000                     nTsteps = 0;
1001                     tstart = l;
1002                 }
1003                 nTsteps++;
1004             }
1005             else { // end fadc > baseline
1006                 if( on == kTRUE ) {
1007                     if( nTsteps > 2 ) {
1008                         tstop = l;
1009                         // make smooth derivative
1010                         Float_t* dev = new Float_t[fMaxNofSamples+1];
1011                         memset( dev, 0, sizeof(Float_t)*(fMaxNofSamples+1) );
1012                         if( ctk == NULL ) {
1013                             Error( "ApplyCrosstalk",
1014                                    "no memory for temporal array: exit \n" );
1015                             return;
1016                         }
1017                         for( Int_t i=tstart; i<tstop; i++ ) {
1018                             if( i > 2 && i < fMaxNofSamples-2 )
1019                                 dev[i] = -0.2*fHitMap2->GetSignal( z,i-2 )
1020                                          -0.1*fHitMap2->GetSignal( z,i-1 )
1021                                          +0.1*fHitMap2->GetSignal( z,i+1 )
1022                                          +0.2*fHitMap2->GetSignal( z,i+2 );
1023                         }
1024
1025                         // add crosstalk contribution to neibourg anodes
1026                         for( Int_t i=tstart; i<tstop; i++ ) {
1027                             Int_t anode = z - 1;
1028                             Int_t i1 = (Int_t)((i-tstart)*.61+tstart+0.5); //
1029                             Float_t ctktmp =  -dev[i1] * 0.25;
1030                             if( anode > 0 ) {
1031                                 ctk[anode*fMaxNofSamples+i] += ctktmp;
1032                             }
1033                             anode = z + 1;
1034                             if( anode < fNofMaps ) {
1035                                 ctk[anode*fMaxNofSamples+i] += ctktmp;
1036                             }
1037                         }
1038                         delete [] dev;
1039
1040                     } // if( nTsteps > 2 )
1041                     on = kFALSE;
1042                 }  // if( on == kTRUE )
1043             }  // else
1044         }
1045     }
1046
1047     for( Int_t a=0; a<fNofMaps; a++ )
1048         for( Int_t t=0; t<fMaxNofSamples; t++ ) {
1049             Float_t signal = fHitMap2->GetSignal( a, t ) + ctk[a*fMaxNofSamples+t];
1050             fHitMap2->SetHit( a, t, signal );
1051         }
1052
1053     delete [] ctk;
1054 }
1055 //______________________________________________________________________
1056 void AliITSsimulationSDD::GetAnodeBaseline(Int_t i,Float_t &baseline,
1057                                            Float_t &noise){
1058     // Returns the Baseline for a particular anode.
1059     baseline = fBaseline[i];
1060     noise    = fNoise[i];
1061 }
1062 //______________________________________________________________________
1063 void AliITSsimulationSDD::CompressionParam(Int_t i,Int_t &db,Int_t &tl,
1064                                            Int_t &th){
1065     // Returns the compression alogirthm parameters
1066     Int_t size = fD.GetSize();
1067     if (size > 2 ) {
1068         db=fD[i]; tl=fT1[i]; th=fT2[i];
1069     } else {
1070         if (size <= 2 && i>=fNofMaps/2) {
1071             db=fD[1]; tl=fT1[1]; th=fT2[1];
1072         } else {
1073             db=fD[0]; tl=fT1[0]; th=fT2[0];
1074         } // end if size <=2 && i>=fNofMaps/2
1075     } // end if size >2
1076 }
1077 //______________________________________________________________________
1078 void AliITSsimulationSDD::CompressionParam(Int_t i,Int_t &db,Int_t &tl){
1079     // returns the compression alogirthm parameters
1080     Int_t size = fD.GetSize();
1081
1082     if (size > 2 ) {
1083         db=fD[i]; tl=fT1[i];
1084     } else {
1085         if (size <= 2 && i>=fNofMaps/2) {
1086             db=fD[1]; tl=fT1[1];
1087         } else {
1088             db=fD[0]; tl=fT1[0];
1089         } // end if size <=2 && i>=fNofMaps/2
1090     } // end if size > 2
1091 }
1092 //______________________________________________________________________
1093 void AliITSsimulationSDD::SetCompressParam(){
1094     // Sets the compression alogirthm parameters
1095     Int_t cp[8],i;
1096
1097     fResponse->GiveCompressParam(cp);
1098     for (i=0; i<2; i++) {
1099         fD[i]   = cp[i];
1100         fT1[i]  = cp[i+2];
1101         fT2[i]  = cp[i+4];
1102         fTol[i] = cp[i+6];
1103     } // end for i
1104 }
1105 //______________________________________________________________________
1106 void AliITSsimulationSDD::ReadBaseline(){
1107     // read baseline and noise from file - either a .root file and in this
1108     // case data should be organised in a tree with one entry for each
1109     // module => reading should be done accordingly
1110     // or a classic file and do smth. like this:
1111     // Read baselines and noise for SDD
1112
1113     Int_t na,pos;
1114     Float_t bl,n;
1115     char input[100], base[100], param[100];
1116     char *filtmp;
1117
1118     fResponse->Filenames(input,base,param);
1119     fFileName=base;
1120 //
1121     filtmp = gSystem->ExpandPathName(fFileName.Data());
1122     FILE *bline = fopen(filtmp,"r");
1123     na = 0;
1124
1125     if(bline) {
1126         while(fscanf(bline,"%d %f %f",&pos, &bl, &n) != EOF) {
1127             if (pos != na+1) {
1128                 Error("ReadBaseline","Anode number not in increasing order!",
1129                       filtmp);
1130                 exit(1);
1131             } // end if pos != na+1
1132             fBaseline[na]=bl;
1133             fNoise[na]=n;
1134             na++;
1135         } // end while
1136     } else {
1137         Error("ReadBaseline"," THE BASELINE FILE %s DOES NOT EXIST !",filtmp);
1138         exit(1);
1139     } // end if(bline)
1140
1141     fclose(bline);
1142     delete [] filtmp;
1143 }
1144 //______________________________________________________________________
1145 Int_t AliITSsimulationSDD::Convert10to8(Int_t signal) const {
1146     // To the 10 to 8 bit lossive compression.
1147     // code from Davide C. and Albert W.
1148
1149     if (signal < 128)  return signal;
1150     if (signal < 256)  return (128+((signal-128)>>1));
1151     if (signal < 512)  return (192+((signal-256)>>3));
1152     if (signal < 1024) return (224+((signal-512)>>4));
1153     return 0;
1154 }
1155 //______________________________________________________________________
1156 Int_t AliITSsimulationSDD::Convert8to10(Int_t signal) const {
1157     // Undo the lossive 10 to 8 bit compression.
1158     // code from Davide C. and Albert W.
1159     if (signal < 0 || signal > 255) {
1160         Warning("Convert8to10","out of range signal=%d",signal);
1161         return 0;
1162     } // end if signal <0 || signal >255
1163
1164     if (signal < 128) return signal;
1165     if (signal < 192) {
1166         if (TMath::Odd(signal)) return (128+((signal-128)<<1));
1167         else  return (128+((signal-128)<<1)+1);
1168     } // end if signal < 192
1169     if (signal < 224) {
1170         if (TMath::Odd(signal)) return (256+((signal-192)<<3)+3);
1171         else  return (256+((signal-192)<<3)+4);
1172     } // end if signal < 224
1173     if (TMath::Odd(signal)) return (512+((signal-224)<<4)+7);
1174     return (512+((signal-224)<<4)+8);
1175 }
1176
1177 /*
1178 //______________________________________________________________________
1179 AliITSMap*   AliITSsimulationSDD::HitMap(Int_t i){
1180     //Return the correct map.
1181
1182     return ((i==0)? fHitMap1 : fHitMap2);
1183 }*/
1184
1185 //______________________________________________________________________
1186 void AliITSsimulationSDD::ZeroSuppression(const char *option) {
1187     // perform the zero suppresion
1188
1189     if (strstr(option,"2D")) {
1190         //Init2D();              // activate if param change module by module
1191         Compress2D();
1192     } else if (strstr(option,"1D")) {
1193         //Init1D();              // activate if param change module by module
1194         Compress1D();
1195     } else StoreAllDigits();
1196 }
1197 //______________________________________________________________________
1198 void AliITSsimulationSDD::Init2D(){
1199     // read in and prepare arrays: fD, fT1, fT2
1200     //                         savemu[nanodes], savesigma[nanodes]
1201     // read baseline and noise from file - either a .root file and in this
1202     // case data should be organised in a tree with one entry for each
1203     // module => reading should be done accordingly
1204     // or a classic file and do smth. like this ( code from Davide C. and
1205     // Albert W.) :
1206     // Read 2D zero-suppression parameters for SDD
1207
1208     if (!strstr(fParam.Data(),"file")) return;
1209
1210     Int_t na,pos,tempTh;
1211     Float_t mu,sigma;
1212     Float_t *savemu    = new Float_t [fNofMaps];
1213     Float_t *savesigma = new Float_t [fNofMaps];
1214     char input[100],basel[100],par[100];
1215     char *filtmp;
1216     Int_t minval = fResponse->MinVal();
1217
1218     fResponse->Filenames(input,basel,par);
1219     fFileName = par;
1220 //
1221     filtmp = gSystem->ExpandPathName(fFileName.Data());
1222     FILE *param = fopen(filtmp,"r");
1223     na = 0;
1224
1225     if(param) {
1226         while(fscanf(param,"%d %f %f",&pos, &mu, &sigma) != EOF) {
1227             if (pos != na+1) {
1228                 Error("Init2D","Anode number not in increasing order!",filtmp);
1229                 exit(1);
1230             } // end if pos != na+1
1231             savemu[na] = mu;
1232           savesigma[na] = sigma;
1233           if ((2.*sigma) < mu) {
1234               fD[na] = (Int_t)floor(mu - 2.0*sigma + 0.5);
1235               mu = 2.0 * sigma;
1236           } else fD[na] = 0;
1237           tempTh = (Int_t)floor(mu+2.25*sigma+0.5) - minval;
1238           if (tempTh < 0) tempTh=0;
1239           fT1[na] = tempTh;
1240           tempTh = (Int_t)floor(mu+3.0*sigma+0.5) - minval;
1241           if (tempTh < 0) tempTh=0;
1242           fT2[na] = tempTh;
1243           na++;
1244         } // end while
1245     } else {
1246         Error("Init2D","THE FILE %s DOES NOT EXIST !",filtmp);
1247         exit(1);
1248     } // end if(param)
1249
1250     fclose(param);
1251     delete [] filtmp;
1252     delete [] savemu;
1253     delete [] savesigma;
1254 }
1255 //______________________________________________________________________
1256 void AliITSsimulationSDD::Compress2D(){
1257     // simple ITS cluster finder -- online zero-suppression conditions
1258
1259     Int_t db,tl,th;
1260     Int_t minval   = fResponse->MinVal();
1261     Bool_t write   = fResponse->OutputOption();
1262     Bool_t do10to8 = fResponse->Do10to8();
1263     Int_t nz, nl, nh, low, i, j;
1264
1265     for (i=0; i<fNofMaps; i++) {
1266         CompressionParam(i,db,tl,th);
1267         nz  = 0;
1268         nl  = 0;
1269         nh  = 0;
1270         low = 0;
1271         for (j=0; j<fMaxNofSamples; j++) {
1272             Int_t signal=(Int_t)(fHitMap2->GetSignal(i,j));
1273             signal -= db; // if baseline eq. is done here
1274             if (signal <= 0) {nz++; continue;}
1275             if ((signal - tl) < minval) low++;
1276             if ((signal - th) >= minval) {
1277                 nh++;
1278                 Bool_t cond=kTRUE;
1279                 FindCluster(i,j,signal,minval,cond);
1280                 if(cond && j &&
1281                    ((TMath::Abs(fHitMap2->GetSignal(i,j-1))-th)>=minval)){
1282                     if(do10to8) signal = Convert10to8(signal);
1283                     AddDigit(i,j,signal);
1284                 } // end if cond&&j&&()
1285             } else if ((signal - tl) >= minval) nl++;
1286         } // end for j loop time samples
1287         if (write) TreeB()->Fill(nz,nl,nh,low,i+1);
1288     } //end for i loop anodes
1289
1290     char hname[30];
1291     if (write) {
1292         sprintf(hname,"TNtuple%d_%d",fModule,fEvent);
1293         TreeB()->Write(hname);
1294         // reset tree
1295         TreeB()->Reset();
1296     } // end if write
1297 }
1298 //______________________________________________________________________
1299 void  AliITSsimulationSDD::FindCluster(Int_t i,Int_t j,Int_t signal,
1300                                        Int_t minval,Bool_t &cond){
1301     // Find clusters according to the online 2D zero-suppression algorithm
1302     Bool_t do10to8 = fResponse->Do10to8();
1303     Bool_t high    = kFALSE;
1304
1305     fHitMap2->FlagHit(i,j);
1306 //
1307 //  check the online zero-suppression conditions
1308 //
1309     const Int_t kMaxNeighbours = 4;
1310     Int_t nn;
1311     Int_t dbx,tlx,thx;
1312     Int_t xList[kMaxNeighbours], yList[kMaxNeighbours];
1313     fSegmentation->Neighbours(i,j,&nn,xList,yList);
1314     Int_t in,ix,iy,qns;
1315     for (in=0; in<nn; in++) {
1316         ix=xList[in];
1317         iy=yList[in];
1318         if (fHitMap2->TestHit(ix,iy)==kUnused) {
1319             CompressionParam(ix,dbx,tlx,thx);
1320             Int_t qn = (Int_t)(fHitMap2->GetSignal(ix,iy));
1321             qn -= dbx; // if baseline eq. is done here
1322             if ((qn-tlx) < minval) {
1323                 fHitMap2->FlagHit(ix,iy);
1324                 continue;
1325             } else {
1326                 if ((qn - thx) >= minval) high=kTRUE;
1327                 if (cond) {
1328                     if(do10to8) signal = Convert10to8(signal);
1329                     AddDigit(i,j,signal);
1330                 } // end if cond
1331                 if(do10to8) qns = Convert10to8(qn);
1332                 else qns=qn;
1333                 if (!high) AddDigit(ix,iy,qns);
1334                 cond=kFALSE;
1335                 if(!high) fHitMap2->FlagHit(ix,iy);
1336             } // end if qn-tlx < minval
1337         } // end if  TestHit
1338     } // end for in loop over neighbours
1339 }
1340 //______________________________________________________________________
1341 void AliITSsimulationSDD::Init1D(){
1342     // this is just a copy-paste of input taken from 2D algo
1343     // Torino people should give input
1344     // Read 1D zero-suppression parameters for SDD
1345
1346     if (!strstr(fParam.Data(),"file")) return;
1347
1348     Int_t na,pos,tempTh;
1349     Float_t mu,sigma;
1350     Float_t *savemu    = new Float_t [fNofMaps];
1351     Float_t *savesigma = new Float_t [fNofMaps];
1352     char input[100],basel[100],par[100];
1353     char *filtmp;
1354     Int_t minval = fResponse->MinVal();
1355
1356     fResponse->Filenames(input,basel,par);
1357     fFileName=par;
1358
1359 //  set first the disable and tol param
1360     SetCompressParam();
1361 //
1362     filtmp = gSystem->ExpandPathName(fFileName.Data());
1363     FILE *param = fopen(filtmp,"r");
1364     na = 0;
1365
1366     if (param) {
1367         fscanf(param,"%d %d %d %d ", &fT2[0], &fT2[1], &fTol[0], &fTol[1]);
1368         while(fscanf(param,"%d %f %f",&pos, &mu, &sigma) != EOF) {
1369             if (pos != na+1) {
1370                 Error("Init1D","Anode number not in increasing order!",filtmp);
1371                 exit(1);
1372             } // end if pos != na+1
1373             savemu[na]=mu;
1374             savesigma[na]=sigma;
1375             if ((2.*sigma) < mu) {
1376                 fD[na] = (Int_t)floor(mu - 2.0*sigma + 0.5);
1377                 mu = 2.0 * sigma;
1378             } else fD[na] = 0;
1379             tempTh = (Int_t)floor(mu+2.25*sigma+0.5) - minval;
1380             if (tempTh < 0) tempTh=0;
1381             fT1[na] = tempTh;
1382             na++;
1383         } // end while
1384     } else {
1385         Error("Init1D","THE FILE %s DOES NOT EXIST !",filtmp);
1386         exit(1);
1387     } // end if(param)
1388
1389     fclose(param);
1390     delete [] filtmp;
1391     delete [] savemu;
1392     delete [] savesigma;
1393 }
1394 //______________________________________________________________________
1395 void AliITSsimulationSDD::Compress1D(){
1396     // 1D zero-suppression algorithm (from Gianluca A.)
1397     Int_t    dis,tol,thres,decr,diff;
1398     UChar_t *str=fStream->Stream();
1399     Int_t    counter=0;
1400     Bool_t   do10to8=fResponse->Do10to8();
1401     Int_t    last=0;
1402     Int_t    k,i,j;
1403
1404     for (k=0; k<2; k++) {
1405         tol = Tolerance(k);
1406         dis = Disable(k);
1407         for (i=0; i<fNofMaps/2; i++) {
1408             Bool_t firstSignal=kTRUE;
1409             Int_t idx=i+k*fNofMaps/2;
1410             if( !fAnodeFire[idx] ) continue;
1411             CompressionParam(idx,decr,thres);
1412             for (j=0; j<fMaxNofSamples; j++) {
1413                 Int_t signal=(Int_t)(fHitMap2->GetSignal(idx,j));
1414                 signal -= decr;  // if baseline eq.
1415                 if(do10to8) signal = Convert10to8(signal);
1416                 if (signal <= thres) {
1417                     signal=0;
1418                     diff=128;
1419                     last=0;
1420                     // write diff in the buffer for HuffT
1421                     str[counter]=(UChar_t)diff;
1422                     counter++;
1423                     continue;
1424                 } // end if signal <= thres
1425                 diff=signal-last;
1426                 if (diff > 127) diff=127;
1427                 if (diff < -128) diff=-128;
1428                 if (signal < dis) {
1429                     // tol has changed to 8 possible cases ? - one can write
1430                     // this if(TMath::Abs(diff)<tol) ... else ...
1431                     if(TMath::Abs(diff)<tol) diff=0;
1432                     // or keep it as it was before
1433                     AddDigit(idx,j,last+diff);
1434                 } else {
1435                     AddDigit(idx,j,signal);
1436                 } // end if singal < dis
1437                 diff += 128;
1438                 // write diff in the buffer used to compute Huffman tables
1439                 if (firstSignal) str[counter]=(UChar_t)signal;
1440                 else str[counter]=(UChar_t)diff;
1441                 counter++;
1442                 last=signal;
1443                 firstSignal=kFALSE;
1444             } // end for j loop time samples
1445         } // end for i loop anodes  one half of detector
1446     } //  end for k
1447
1448     // check
1449     fStream->CheckCount(counter);
1450
1451     // open file and write out the stream of diff's
1452     static Bool_t open=kTRUE;
1453     static TFile *outFile;
1454     Bool_t write = fResponse->OutputOption();
1455     TDirectory *savedir = gDirectory;
1456
1457     if (write ) {
1458         if(open) {
1459             SetFileName("stream.root");
1460             cout<<"filename "<<fFileName<<endl;
1461             outFile=new TFile(fFileName,"recreate");
1462             cout<<"I have opened "<<fFileName<<" file "<<endl;
1463         } // end if open
1464         open = kFALSE;
1465         outFile->cd();
1466         fStream->Write();
1467     }  // endif write
1468
1469     fStream->ClearStream();
1470
1471     // back to galice.root file
1472     if(savedir) savedir->cd();
1473 }
1474 //______________________________________________________________________
1475 void AliITSsimulationSDD::StoreAllDigits(){
1476     // if non-zero-suppressed data
1477     Bool_t do10to8 = fResponse->Do10to8();
1478     Int_t i, j, digits[3];
1479
1480     for (i=0; i<fNofMaps; i++) {
1481         for (j=0; j<fMaxNofSamples; j++) {
1482             Int_t signal=(Int_t)(fHitMap2->GetSignal(i,j));
1483             if(do10to8) signal = Convert10to8(signal);
1484             if(do10to8) signal = Convert8to10(signal);
1485             digits[0] = i;
1486             digits[1] = j;
1487             digits[2] = signal;
1488             fITS->AddRealDigit(1,digits);
1489         } // end for j
1490     } // end for i
1491 }
1492 //______________________________________________________________________
1493 void AliITSsimulationSDD::CreateHistograms(Int_t scale){
1494     // Creates histograms of maps for debugging
1495     Int_t i;
1496
1497       fHis=new TObjArray(fNofMaps);
1498       for (i=0;i<fNofMaps;i++) {
1499            TString sddName("sdd_");
1500            Char_t candNum[4];
1501            sprintf(candNum,"%d",i+1);
1502            sddName.Append(candNum);
1503            fHis->AddAt(new TH1F(sddName.Data(),"SDD maps",scale*fMaxNofSamples,
1504                                 0.,(Float_t) scale*fMaxNofSamples), i);
1505       } // end for i
1506 }
1507 //______________________________________________________________________
1508 void AliITSsimulationSDD::FillHistograms(){
1509     // fill 1D histograms from map
1510
1511     if (!fHis) return;
1512
1513     for( Int_t i=0; i<fNofMaps; i++) {
1514         TH1F *hist =(TH1F *)fHis->UncheckedAt(i);
1515         Int_t nsamples = hist->GetNbinsX();
1516         for( Int_t j=0; j<nsamples; j++) {
1517             Double_t signal=fHitMap2->GetSignal(i,j);
1518             hist->Fill((Float_t)j,signal);
1519         } // end for j
1520     } // end for i
1521 }
1522 //______________________________________________________________________
1523 void AliITSsimulationSDD::ResetHistograms(){
1524     // Reset histograms for this detector
1525     Int_t i;
1526
1527     for (i=0;i<fNofMaps;i++ ) {
1528         if (fHis->At(i))    ((TH1F*)fHis->At(i))->Reset();
1529     } // end for i
1530 }
1531 //______________________________________________________________________
1532 TH1F *AliITSsimulationSDD::GetAnode(Int_t wing, Int_t anode) {
1533     // Fills a histogram from a give anode.
1534
1535     if (!fHis) return 0;
1536
1537     if(wing <=0 || wing > 2) {
1538         Warning("GetAnode","Wrong wing number: %d",wing);
1539         return NULL;
1540     } // end if wing <=0 || wing >2
1541     if(anode <=0 || anode > fNofMaps/2) {
1542         Warning("GetAnode","Wrong anode number: %d",anode);
1543         return NULL;
1544     } // end if ampde <=0 || andoe > fNofMaps/2
1545
1546     Int_t index = (wing-1)*fNofMaps/2 + anode-1;
1547     return (TH1F*)(fHis->At(index));
1548 }
1549 //______________________________________________________________________
1550 void AliITSsimulationSDD::WriteToFile(TFile *hfile) {
1551     // Writes the histograms to a file
1552
1553     if (!fHis) return;
1554
1555     hfile->cd();
1556     Int_t i;
1557     for(i=0; i<fNofMaps; i++)  fHis->At(i)->Write(); //fAdcs[i]->Write();
1558     return;
1559 }
1560 //______________________________________________________________________
1561 Float_t AliITSsimulationSDD::GetNoise() {
1562     // Returns the noise value
1563     //Bool_t do10to8=fResponse->Do10to8();
1564     //noise will always be in the liniar part of the signal
1565     Int_t decr;
1566     Int_t threshold = fT1[0];
1567     char opt1[20], opt2[20];
1568
1569     fResponse->ParamOptions(opt1,opt2);
1570     fParam=opt2;
1571     char *same = strstr(opt1,"same");
1572     Float_t noise,baseline;
1573     if (same) {
1574         fResponse->GetNoiseParam(noise,baseline);
1575     } else {
1576         static Bool_t readfile=kTRUE;
1577         //read baseline and noise from file
1578         if (readfile) ReadBaseline();
1579         readfile=kFALSE;
1580     } // end if same
1581
1582     TCanvas *c2 = (TCanvas*)gROOT->GetListOfCanvases()->FindObject("c2");
1583     if(c2) delete c2->GetPrimitive("noisehist");
1584     if(c2) delete c2->GetPrimitive("anode");
1585     else     c2=new TCanvas("c2");
1586     c2->cd();
1587     c2->SetFillColor(0);
1588
1589     TH1F *noisehist = new TH1F("noisehist","noise",100,0.,(float)2*threshold);
1590     TH1F *anode = new TH1F("anode","Anode Projection",fMaxNofSamples,0.,
1591                            (float)fMaxNofSamples);
1592     Int_t i,k;
1593     for (i=0;i<fNofMaps;i++) {
1594         CompressionParam(i,decr,threshold);
1595         if  (!same) GetAnodeBaseline(i,baseline,noise);
1596         anode->Reset();
1597         for (k=0;k<fMaxNofSamples;k++) {
1598             Float_t signal=(Float_t)fHitMap2->GetSignal(i,k);
1599             //if (signal <= (float)threshold) noisehist->Fill(signal-baseline);
1600             if (signal <= (float)threshold) noisehist->Fill(signal);
1601             anode->Fill((float)k,signal);
1602         } // end for k
1603         anode->Draw();
1604         c2->Update();
1605     } // end for i
1606     TF1 *gnoise = new TF1("gnoise","gaus",0.,threshold);
1607     noisehist->Fit("gnoise","RQ");
1608     noisehist->Draw();
1609     c2->Update();
1610     Float_t mnoise = gnoise->GetParameter(1);
1611     cout << "mnoise : " << mnoise << endl;
1612     Float_t rnoise = gnoise->GetParameter(2);
1613     cout << "rnoise : " << rnoise << endl;
1614     delete noisehist;
1615     return rnoise;
1616 }
1617 //______________________________________________________________________
1618 void AliITSsimulationSDD::WriteSDigits(){
1619     // Fills the Summable digits Tree
1620     static AliITS *aliITS = (AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
1621
1622     for( Int_t i=0; i<fNofMaps; i++ ) {
1623         if( !fAnodeFire[i] ) continue;
1624         for( Int_t j=0; j<fMaxNofSamples; j++ ) {
1625             Double_t sig = fHitMap2->GetSignal( i, j );
1626             if( sig > 0.2 ) {
1627                 Int_t jdx = j*fScaleSize;
1628                 Int_t index = fpList->GetHitIndex( i, j );
1629                 AliITSpListItem pItemTmp2( fModule, index, 0. );
1630                 // put the fScaleSize analog digits in only one
1631                 for( Int_t ik=0; ik<fScaleSize; ik++ ) {
1632                     AliITSpListItem *pItemTmp = fpList->GetpListItem( i, jdx+ik );
1633                     if( pItemTmp == 0 ) continue;
1634                     pItemTmp2.Add( pItemTmp );
1635                 }
1636                 pItemTmp2.AddSignalAfterElect( fModule, index, sig );
1637                 pItemTmp2.AddNoise( fModule, index, fHitNoiMap2->GetSignal( i, j ) );
1638                 aliITS->AddSumDigit( pItemTmp2 );
1639             } // end if (sig > 0.2)
1640         }
1641     }
1642     return;
1643 }
1644 //______________________________________________________________________
1645 void AliITSsimulationSDD::Print() {
1646     // Print SDD simulation Parameters
1647
1648     cout << "**************************************************" << endl;
1649     cout << "   Silicon Drift Detector Simulation Parameters   " << endl;
1650     cout << "**************************************************" << endl;
1651     cout << "Flag for Perpendicular tracks: " << (Int_t) fFlag << endl;
1652     cout << "Flag for noise checking: " << (Int_t) fCheckNoise << endl;
1653     cout << "Flag to switch off electronics: " << (Int_t) fDoFFT << endl;
1654     cout << "Number pf Anodes used: " << fNofMaps << endl;
1655     cout << "Number of Time Samples: " << fMaxNofSamples << endl;
1656     cout << "Scale size factor: " << fScaleSize << endl;
1657     cout << "**************************************************" << endl;
1658 }