Introduce the digits parameter class which is supposed to store digits information...
[u/mrichter/AliRoot.git] / TRD / AliTRDdigitizer.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 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
19 //                                                                        //
20 //  Creates and handles digits from TRD hits                              //
21 //                                                                        //
22 //  Authors: C. Blume (blume@ikf.uni-frankfurt.de)                        //
23 //           C. Lippmann                                                  //
24 //           B. Vulpescu                                                  //
25 //                                                                        //
26 //  The following effects are included:                                   //
27 //      - Diffusion                                                       //
28 //      - ExB effects                                                     //
29 //      - Gas gain including fluctuations                                 //
30 //      - Pad-response (simple Gaussian approximation)                    //
31 //      - Time-response                                                   //
32 //      - Electronics noise                                               //
33 //      - Electronics gain                                                //
34 //      - Digitization                                                    //
35 //      - Zero suppression                                                //
36 //                                                                        //
37 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
38
39 #include <TGeoManager.h>
40 #include <TList.h>
41 #include <TMath.h>
42 #include <TRandom.h>
43 #include <TTree.h>
44
45 #include "AliRun.h"
46 #include "AliMC.h"
47 #include "AliRunLoader.h"
48 #include "AliLoader.h"
49 #include "AliConfig.h"
50 #include "AliRunDigitizer.h"
51 #include "AliRunLoader.h"
52 #include "AliLoader.h"
53 #include "AliLog.h"
54
55 #include "AliTRD.h"
56 #include "AliTRDhit.h"
57 #include "AliTRDdigitizer.h"
58 #include "AliTRDarrayDictionary.h"
59 #include "AliTRDarrayADC.h"
60 #include "AliTRDarraySignal.h"
61 #include "AliTRDdigitsManager.h"
62 #include "AliTRDgeometry.h"
63 #include "AliTRDpadPlane.h"
64 #include "AliTRDcalibDB.h"
65 #include "AliTRDSimParam.h"
66 #include "AliTRDCommonParam.h"
67 #include "AliTRDfeeParam.h"
68 #include "AliTRDmcmSim.h"
69 #include "AliTRDdigitsParam.h"
70
71 #include "Cal/AliTRDCalROC.h"
72 #include "Cal/AliTRDCalDet.h"
73
74 ClassImp(AliTRDdigitizer)
75
76 //_____________________________________________________________________________
77 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer()
78   :AliDigitizer()
79   ,fRunLoader(0)
80   ,fDigitsManager(0)
81   ,fSDigitsManager(0)
82   ,fSDigitsManagerList(0)
83   ,fTRD(0)
84   ,fGeo(0)
85   ,fEvent(0)
86   ,fMasks(0)
87   ,fCompress(kTRUE)
88   ,fSDigits(kFALSE)
89   ,fMergeSignalOnly(kFALSE)
90 {
91   //
92   // AliTRDdigitizer default constructor
93   //
94   
95 }
96
97 //_____________________________________________________________________________
98 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(const Text_t *name, const Text_t *title)              
99   :AliDigitizer(name,title)
100   ,fRunLoader(0)
101   ,fDigitsManager(0)
102   ,fSDigitsManager(0)
103   ,fSDigitsManagerList(0)
104   ,fTRD(0)
105   ,fGeo(0)
106   ,fEvent(0)
107   ,fMasks(0)
108   ,fCompress(kTRUE)
109   ,fSDigits(kFALSE)
110   ,fMergeSignalOnly(kFALSE)
111 {
112   //
113   // AliTRDdigitizer constructor
114   //
115
116 }
117
118 //_____________________________________________________________________________
119 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(AliRunDigitizer *manager
120                                , const Text_t *name, const Text_t *title)
121   :AliDigitizer(manager,name,title)
122   ,fRunLoader(0)
123   ,fDigitsManager(0)
124   ,fSDigitsManager(0)
125   ,fSDigitsManagerList(0)
126   ,fTRD(0)
127   ,fGeo(0)
128   ,fEvent(0)
129   ,fMasks(0)
130   ,fCompress(kTRUE)
131   ,fSDigits(kFALSE)
132   ,fMergeSignalOnly(kFALSE)
133 {
134   //
135   // AliTRDdigitizer constructor
136   //
137
138 }
139
140 //_____________________________________________________________________________
141 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(AliRunDigitizer *manager)
142   :AliDigitizer(manager,"AliTRDdigitizer","TRD digitizer")
143   ,fRunLoader(0)
144   ,fDigitsManager(0)
145   ,fSDigitsManager(0)
146   ,fSDigitsManagerList(0)
147   ,fTRD(0)
148   ,fGeo(0)
149   ,fEvent(0)
150   ,fMasks(0)
151   ,fCompress(kTRUE)
152   ,fSDigits(kFALSE)
153   ,fMergeSignalOnly(kFALSE)
154 {
155   //
156   // AliTRDdigitizer constructor
157   //
158
159 }
160
161 //_____________________________________________________________________________
162 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(const AliTRDdigitizer &d)
163   :AliDigitizer(d)
164   ,fRunLoader(0)
165   ,fDigitsManager(0)
166   ,fSDigitsManager(0)
167   ,fSDigitsManagerList(0)
168   ,fTRD(0)
169   ,fGeo(0)
170   ,fEvent(0)
171   ,fMasks(0)
172   ,fCompress(d.fCompress)
173   ,fSDigits(d.fSDigits)
174   ,fMergeSignalOnly(d.fMergeSignalOnly)
175 {
176   //
177   // AliTRDdigitizer copy constructor
178   //
179
180 }
181
182 //_____________________________________________________________________________
183 AliTRDdigitizer::~AliTRDdigitizer()
184 {
185   //
186   // AliTRDdigitizer destructor
187   //
188
189   if (fDigitsManager) {
190     delete fDigitsManager;
191     fDigitsManager      = 0;
192   }
193
194   if (fSDigitsManager) {
195     delete fSDigitsManager;
196     fSDigitsManager     = 0;
197   }
198
199   if (fSDigitsManagerList) {
200     fSDigitsManagerList->Delete();
201     delete fSDigitsManagerList;
202     fSDigitsManagerList = 0;
203   }
204
205   if (fMasks) {
206     delete [] fMasks;
207     fMasks       = 0;
208   }
209
210   if (fGeo) {
211     delete fGeo;
212     fGeo = 0;
213   }
214
215 }
216
217 //_____________________________________________________________________________
218 AliTRDdigitizer &AliTRDdigitizer::operator=(const AliTRDdigitizer &d)
219 {
220   //
221   // Assignment operator
222   //
223
224   if (this != &d) {
225     ((AliTRDdigitizer &) d).Copy(*this);
226   }
227
228   return *this;
229
230 }
231
232 //_____________________________________________________________________________
233 void AliTRDdigitizer::Copy(TObject &d) const
234 {
235   //
236   // Copy function
237   //
238
239   ((AliTRDdigitizer &) d).fRunLoader          = 0;
240   ((AliTRDdigitizer &) d).fDigitsManager      = 0;
241   ((AliTRDdigitizer &) d).fSDigitsManager     = 0;
242   ((AliTRDdigitizer &) d).fSDigitsManagerList = 0;
243   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRD                = 0;
244   ((AliTRDdigitizer &) d).fGeo                = 0;
245   ((AliTRDdigitizer &) d).fEvent              = 0;
246   ((AliTRDdigitizer &) d).fMasks              = 0;
247   ((AliTRDdigitizer &) d).fCompress           = fCompress;
248   ((AliTRDdigitizer &) d).fSDigits            = fSDigits;
249   ((AliTRDdigitizer &) d).fMergeSignalOnly    = fMergeSignalOnly;
250
251 }
252
253 //_____________________________________________________________________________
254 void AliTRDdigitizer::Exec(const Option_t * const option)
255 {
256   //
257   // Executes the merging
258   //
259
260   Int_t iInput;
261
262   AliTRDdigitsManager *sdigitsManager;
263
264   TString optionString = option;
265   if (optionString.Contains("deb")) {
266     AliLog::SetClassDebugLevel("AliTRDdigitizer",1);
267     AliInfo("Called with debug option");
268   }
269
270   // The AliRoot file is already connected by the manager
271   AliRunLoader *inrl = 0x0;
272   
273   if (gAlice) {
274     AliDebug(1,"AliRun object found on file.");
275   }
276   else {
277     inrl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(0));
278     inrl->LoadgAlice();
279     gAlice = inrl->GetAliRun();
280     if (!gAlice) {
281       AliError("Could not find AliRun object.")
282       return;
283     }
284   }
285                                                                            
286   Int_t nInput = fManager->GetNinputs();
287   fMasks       = new Int_t[nInput];
288   for (iInput = 0; iInput < nInput; iInput++) {
289     fMasks[iInput] = fManager->GetMask(iInput);
290   }
291
292   //
293   // Initialization
294   //
295
296   AliRunLoader *orl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
297
298   if (InitDetector()) {
299
300     AliLoader *ogime = orl->GetLoader("TRDLoader");
301
302     TTree *tree = 0;
303     if (fSDigits) { 
304       // If we produce SDigits
305       tree = ogime->TreeS();
306       if (!tree) {
307         ogime->MakeTree("S");
308         tree = ogime->TreeS();
309       }
310     }
311     else {
312       // If we produce Digits
313       tree = ogime->TreeD();
314       if (!tree) {
315         ogime->MakeTree("D");
316         tree = ogime->TreeD();
317       }
318     }
319
320     MakeBranch(tree);
321
322   }
323  
324   for (iInput = 0; iInput < nInput; iInput++) {
325
326     AliDebug(1,Form("Add input stream %d",iInput));
327
328     // Check if the input tree exists
329     inrl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(iInput));
330     AliLoader *gime = inrl->GetLoader("TRDLoader");
331
332     TTree *treees = gime->TreeS();
333     if (treees == 0x0) {
334       if (gime->LoadSDigits()) {
335         AliError(Form("Error Occured while loading S. Digits for input %d.",iInput));
336         return;
337       }
338       treees = gime->TreeS();
339     }
340     
341     if (treees == 0x0) {
342       AliError(Form("Input stream %d does not exist",iInput));
343       return;
344     } 
345
346     // Read the s-digits via digits manager
347     sdigitsManager = new AliTRDdigitsManager();
348     sdigitsManager->SetSDigits(kTRUE);
349     
350     AliRunLoader *rl = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(iInput));
351     AliLoader *gimme = rl->GetLoader("TRDLoader");
352     if (!gimme->TreeS()) 
353       {
354         gimme->LoadSDigits();
355       }
356
357     sdigitsManager->ReadDigits(gimme->TreeS());
358    
359     // Add the s-digits to the input list 
360     AddSDigitsManager(sdigitsManager);
361
362   }
363
364   // Convert the s-digits to normal digits
365   AliDebug(1,"Do the conversion");
366   SDigits2Digits();
367
368   // Store the digits
369   AliDebug(1,"Write the digits");
370   fDigitsManager->WriteDigits();
371
372   // Write parameters
373   orl->CdGAFile();
374
375   // Clean up
376   DeleteSDigitsManager();
377
378   AliDebug(1,"Done");
379
380 }
381
382 //_____________________________________________________________________________
383 Bool_t AliTRDdigitizer::Open(const Char_t *file, Int_t nEvent)
384 {
385   //
386   // Opens a ROOT-file with TRD-hits and reads in the hit-tree
387   //
388   // Connect the AliRoot file containing Geometry, Kine, and Hits
389   //  
390
391   TString evfoldname = AliConfig::GetDefaultEventFolderName();
392
393   fRunLoader = AliRunLoader::GetRunLoader(evfoldname);
394   if (!fRunLoader) {
395     fRunLoader = AliRunLoader::Open(file,evfoldname,"UPDATE");
396   }  
397   if (!fRunLoader) {
398     AliError(Form("Can not open session for file %s.",file));
399     return kFALSE;
400   }
401    
402   if (!fRunLoader->GetAliRun()) {
403     fRunLoader->LoadgAlice();
404   }
405   gAlice = fRunLoader->GetAliRun();
406   
407   if (gAlice) {
408     AliDebug(1,"AliRun object found on file.");
409   }
410   else {
411     AliError("Could not find AliRun object.");
412     return kFALSE;
413   }
414
415   fEvent = nEvent;
416
417   AliLoader *loader = fRunLoader->GetLoader("TRDLoader");
418   if (!loader) {
419     AliError("Can not get TRD loader from Run Loader");
420     return kFALSE;
421   }
422   
423   if (InitDetector()) {
424     TTree *tree = 0;
425     if (fSDigits) { 
426       // If we produce SDigits
427       tree = loader->TreeS();
428       if (!tree) {
429         loader->MakeTree("S");
430         tree = loader->TreeS();
431       }
432     }
433     else {
434       // If we produce Digits
435       tree = loader->TreeD();
436       if (!tree) {
437         loader->MakeTree("D");
438         tree = loader->TreeD();
439       }
440     }
441     return MakeBranch(tree);
442   }
443   else {
444     return kFALSE;
445   }
446
447 }
448
449 //_____________________________________________________________________________
450 Bool_t AliTRDdigitizer::Open(AliRunLoader * const runLoader, Int_t nEvent)
451 {
452   //
453   // Opens a ROOT-file with TRD-hits and reads in the hit-tree
454   //
455   // Connect the AliRoot file containing Geometry, Kine, and Hits
456   //  
457
458   fRunLoader = runLoader;
459   if (!fRunLoader) {
460     AliError("RunLoader does not exist");
461     return kFALSE;
462   }
463    
464   if (!fRunLoader->GetAliRun()) {
465     fRunLoader->LoadgAlice();
466   }
467   gAlice = fRunLoader->GetAliRun();
468   
469   if (gAlice) {
470     AliDebug(1,"AliRun object found on file.");
471   }
472   else {
473     AliError("Could not find AliRun object.");
474     return kFALSE;
475   }
476
477   fEvent = nEvent;
478
479   AliLoader *loader = fRunLoader->GetLoader("TRDLoader");
480   if (!loader) {
481     AliError("Can not get TRD loader from Run Loader");
482     return kFALSE;
483   }
484   
485   if (InitDetector()) {
486     TTree *tree = 0;
487     if (fSDigits) { 
488       // If we produce SDigits
489       tree = loader->TreeS();
490       if (!tree) {
491         loader->MakeTree("S");
492         tree = loader->TreeS();
493       }
494     }
495     else {
496       // If we produce Digits
497       tree = loader->TreeD();
498       if (!tree) {
499         loader->MakeTree("D");
500         tree = loader->TreeD();
501       }
502     }
503     return MakeBranch(tree);
504   }
505   else {
506     return kFALSE;
507   }
508
509 }
510
511 //_____________________________________________________________________________
512 Bool_t AliTRDdigitizer::InitDetector()
513 {
514   //
515   // Sets the pointer to the TRD detector and the geometry
516   //
517
518   // Get the pointer to the detector class and check for version 1
519   fTRD = (AliTRD *) gAlice->GetDetector("TRD");
520   if (!fTRD) {
521     AliFatal("No TRD module found");
522     exit(1);
523   }
524   if (fTRD->IsVersion() != 1) {
525     AliFatal("TRD must be version 1 (slow simulator)");
526     exit(1);
527   }
528
529   // Get the geometry
530   fGeo = new AliTRDgeometry();
531
532   // Create a digits manager
533   if (fDigitsManager) {
534     delete fDigitsManager;
535   }
536   fDigitsManager = new AliTRDdigitsManager();
537   fDigitsManager->SetSDigits(fSDigits);
538   fDigitsManager->CreateArrays();
539   fDigitsManager->SetEvent(fEvent);
540
541   // The list for the input s-digits manager to be merged
542   if (fSDigitsManagerList) {
543     fSDigitsManagerList->Delete();
544   } 
545   else {
546     fSDigitsManagerList = new TList();
547   }
548
549   return kTRUE;
550
551 }
552 //_____________________________________________________________________________
553 Bool_t AliTRDdigitizer::MakeBranch(TTree *tree) const
554 {
555   // 
556   // Create the branches for the digits array
557   //
558
559   return fDigitsManager->MakeBranch(tree);
560
561 }
562
563 //_____________________________________________________________________________
564 void AliTRDdigitizer::AddSDigitsManager(AliTRDdigitsManager *man)
565 {
566   //
567   // Add a digits manager for s-digits to the input list.
568   //
569
570   fSDigitsManagerList->Add(man);
571
572 }
573
574 //_____________________________________________________________________________
575 void AliTRDdigitizer::DeleteSDigitsManager()
576 {
577   //
578   // Removes digits manager from the input list.
579   //
580
581   fSDigitsManagerList->Delete();
582
583 }
584
585 //_____________________________________________________________________________
586 Bool_t AliTRDdigitizer::MakeDigits()
587 {
588   //
589   // Creates digits.
590   //
591
592   AliDebug(1,"Start creating digits");
593
594   if (!fGeo) {
595     AliError("No geometry defined");
596     return kFALSE;
597   }
598
599   AliTRDcalibDB *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
600   if (!calibration) {
601     AliFatal("Could not get calibration object");
602     return kFALSE;
603   }
604
605   const Int_t kNdet  = AliTRDgeometry::Ndet();
606
607   Float_t **hits = new Float_t*[kNdet];
608   Int_t    *nhit = new Int_t[kNdet];
609
610   AliTRDarraySignal *signals = 0x0;
611  
612   // Sort all hits according to detector number
613   if (!SortHits(hits,nhit)) {
614     AliError("Sorting hits failed");
615     return kFALSE;
616   }
617
618   // Loop through all detectors
619   for (Int_t det = 0; det < kNdet; det++) {
620
621     // Detectors that are switched off, not installed, etc.
622     if (( calibration->IsChamberInstalled(det)) &&
623         (!calibration->IsChamberMasked(det))    &&
624         ( fGeo->ChamberInGeometry(det))         &&
625         (nhit[det] > 0)) {
626
627       signals = new AliTRDarraySignal();
628           
629       // Convert the hits of the current detector to detector signals
630       if (!ConvertHits(det,hits[det],nhit[det],signals)) {
631         AliError(Form("Conversion of hits failed for detector=%d",det));
632         return kFALSE;
633       }
634       // Convert the detector signals to digits or s-digits
635       if (!ConvertSignals(det,signals)) {
636         AliError(Form("Conversion of signals failed for detector=%d",det));
637         return kFALSE;
638       }
639
640       // Delete the signals array
641       delete signals;
642       signals = 0x0;
643
644     } // if: detector status
645
646     delete [] hits[det];
647
648   } // for: detector
649
650   delete [] hits;
651   delete [] nhit;
652
653   return kTRUE;
654
655 }
656
657 //_____________________________________________________________________________
658 Bool_t AliTRDdigitizer::SortHits(Float_t **hits, Int_t *nhit)
659 {
660   //
661   // Read all the hits and sorts them according to detector number
662   // in the output array <hits>.
663   //
664
665   AliDebug(1,"Start sorting hits");
666
667   const Int_t kNdet = AliTRDgeometry::Ndet();
668   // Size of the hit vector
669   const Int_t kNhit = 6;
670
671   Float_t *xyz      = 0;
672   Int_t    nhitTrk  = 0;
673
674   Int_t   *lhit     = new Int_t[kNdet];
675
676   for (Int_t det = 0; det < kNdet; det++) {
677     lhit[det] = 0;
678     nhit[det] = 0;
679     hits[det] = 0;
680   }
681
682   AliLoader *gimme = fRunLoader->GetLoader("TRDLoader");
683   if (!gimme->TreeH()) {
684     gimme->LoadHits();
685   }
686   TTree *hitTree = gimme->TreeH();
687   if (hitTree == 0x0) {
688     AliError("Can not get TreeH");
689     return kFALSE;
690   }
691   fTRD->SetTreeAddress();
692
693   // Get the number of entries in the hit tree
694   // (Number of primary particles creating a hit somewhere)
695   Int_t nTrk = (Int_t) hitTree->GetEntries();
696   AliDebug(1,Form("Found %d tracks",nTrk));
697
698   // Loop through all the tracks in the tree
699   for (Int_t iTrk = 0; iTrk < nTrk; iTrk++) {
700
701     gAlice->GetMCApp()->ResetHits();
702     hitTree->GetEvent(iTrk);
703
704     if (!fTRD->Hits()) {
705       AliError(Form("No hits array for track = %d",iTrk));
706       continue;
707     }
708
709     // Number of hits for this track
710     nhitTrk = fTRD->Hits()->GetEntriesFast();
711
712     Int_t hitCnt = 0;
713     // Loop through the TRD hits
714     AliTRDhit *hit = (AliTRDhit *) fTRD->FirstHit(-1);
715     while (hit) {
716
717       hitCnt++;
718
719       // Don't analyze test hits
720       if (((Int_t) hit->GetCharge()) != 0) {
721
722         Int_t   trk  = hit->Track();
723         Int_t   det  = hit->GetDetector();
724         Int_t   q    = hit->GetCharge();
725         Float_t x    = hit->X();
726         Float_t y    = hit->Y();
727         Float_t z    = hit->Z();
728         Float_t time = hit->GetTime();
729
730         if (nhit[det] == lhit[det]) {
731           // Inititialization of new detector
732           xyz        = new Float_t[kNhit*(nhitTrk+lhit[det])];
733           if (hits[det]) {
734             memcpy(xyz,hits[det],sizeof(Float_t)*kNhit*lhit[det]);
735             delete [] hits[det];
736           }
737           lhit[det] += nhitTrk;
738           hits[det]  = xyz;
739         }
740         else {
741           xyz        = hits[det];
742         }
743         xyz[nhit[det]*kNhit+0] = x;
744         xyz[nhit[det]*kNhit+1] = y;
745         xyz[nhit[det]*kNhit+2] = z;
746         xyz[nhit[det]*kNhit+3] = q;
747         xyz[nhit[det]*kNhit+4] = trk;
748         xyz[nhit[det]*kNhit+5] = time;
749         nhit[det]++;
750
751       } // if: charge != 0
752
753       hit = (AliTRDhit *) fTRD->NextHit();   
754
755     } // for: hits of one track
756
757   } // for: tracks
758
759   delete [] lhit;
760
761   return kTRUE;
762
763 }
764
765 //_____________________________________________________________________________
766 Bool_t AliTRDdigitizer::ConvertHits(Int_t det
767                                   , const Float_t * const hits
768                                   , Int_t nhit
769                                   , AliTRDarraySignal *signals)
770 {
771   //
772   // Converts the detectorwise sorted hits to detector signals
773   //
774
775   AliDebug(1,Form("Start converting hits for detector=%d (nhits=%d)",det,nhit));
776
777   // Number of pads included in the pad response
778   const Int_t kNpad      = 3;
779   // Number of track dictionary arrays
780   const Int_t kNdict     = AliTRDdigitsManager::kNDict;
781   // Size of the hit vector
782   const Int_t kNhit      = 6;
783
784   // Width of the amplification region
785   const Float_t kAmWidth = AliTRDgeometry::AmThick();
786   // Width of the drift region
787   const Float_t kDrWidth = AliTRDgeometry::DrThick();
788   // Drift + amplification region 
789   const Float_t kDrMin   =          - 0.5 * kAmWidth;
790   const Float_t kDrMax   = kDrWidth + 0.5 * kAmWidth;
791   
792   Int_t    iPad          = 0;
793   Int_t    dict          = 0;
794   Int_t    timeBinTRFend = 1;
795
796   Double_t pos[3];
797   Double_t loc[3];
798   Double_t padSignal[kNpad];
799   Double_t signalOld[kNpad];
800
801   AliTRDarrayDictionary *dictionary[kNdict];
802
803   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
804   AliTRDCommonParam *commonParam = AliTRDCommonParam::Instance();
805   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
806
807   if (!commonParam) {
808     AliFatal("Could not get common parameterss");
809     return kFALSE;
810   }
811   if (!simParam) {
812     AliFatal("Could not get simulation parameters");
813     return kFALSE;
814   }  
815   if (!calibration) {
816     AliFatal("Could not get calibration object");  
817     return kFALSE;
818   }
819
820   // Get the detector wise calibration objects
821   AliTRDCalROC       *calVdriftROC      = 0;
822   Float_t             calVdriftDetValue = 0.0;
823   const AliTRDCalDet *calVdriftDet      = calibration->GetVdriftDet();  
824   AliTRDCalROC       *calT0ROC          = 0;
825   Float_t             calT0DetValue     = 0.0;
826   const AliTRDCalDet *calT0Det          = calibration->GetT0Det();  
827
828   if (simParam->TRFOn()) {
829     timeBinTRFend = ((Int_t) (simParam->GetTRFhi() 
830                   * commonParam->GetSamplingFrequency())) - 1;
831   }
832
833   Int_t   nTimeTotal   = fDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins();
834   Float_t samplingRate = commonParam->GetSamplingFrequency();
835   Float_t elAttachProp = simParam->GetElAttachProp() / 100.0; 
836
837   AliTRDpadPlane *padPlane = fGeo->GetPadPlane(det);
838   Int_t   layer   = fGeo->GetLayer(det);         //update
839   Float_t row0    = padPlane->GetRow0ROC();
840   Int_t   nRowMax = padPlane->GetNrows();
841   Int_t   nColMax = padPlane->GetNcols();
842
843   // Create a new array for the signals
844   signals->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
845
846   // Create a new array for the dictionary
847   for (dict = 0; dict < kNdict; dict++) {       
848     dictionary[dict] = (AliTRDarrayDictionary *) fDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
849     dictionary[dict]->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
850   }      
851
852   // Loop through the hits in this detector
853   for (Int_t hit = 0; hit < nhit; hit++) {
854
855     pos[0]          = hits[hit*kNhit+0];
856     pos[1]          = hits[hit*kNhit+1];
857     pos[2]          = hits[hit*kNhit+2];
858     Float_t q       = hits[hit*kNhit+3];
859     Float_t hittime = hits[hit*kNhit+5];
860     Int_t   track   = ((Int_t) hits[hit*kNhit+4]);
861
862     Int_t   inDrift = 1;
863
864     // Find the current volume with the geo manager
865     gGeoManager->SetCurrentPoint(pos);
866     gGeoManager->FindNode();      
867     if (strstr(gGeoManager->GetPath(),"/UK")) {
868       inDrift = 0;
869     }
870
871     // Get the calibration objects
872     calVdriftROC      = calibration->GetVdriftROC(det);
873     calVdriftDetValue = calVdriftDet->GetValue(det);
874     calT0ROC          = calibration->GetT0ROC(det);
875     calT0DetValue     = calT0Det->GetValue(det);
876
877     // Go to the local coordinate system:
878     // loc[0] - col  direction in amplification or driftvolume
879     // loc[1] - row  direction in amplification or driftvolume
880     // loc[2] - time direction in amplification or driftvolume
881     gGeoManager->MasterToLocal(pos,loc);
882     if (inDrift) {
883       // Relative to middle of amplification region
884       loc[2] = loc[2] - kDrWidth/2.0 - kAmWidth/2.0;
885     } 
886
887     // The driftlength [cm] (w/o diffusion yet !).
888     // It is negative if the hit is between pad plane and anode wires.
889     Double_t driftlength = -1.0 * loc[2];
890
891     // Stupid patch to take care of TR photons that are absorbed
892     // outside the chamber volume. A real fix would actually need
893     // a more clever implementation of the TR hit generation
894     if (q < 0.0) {
895       if ((loc[1] < padPlane->GetRowEndROC()) ||
896           (loc[1] > padPlane->GetRow0ROC())) {
897         continue;
898       }
899       if ((driftlength < kDrMin) ||
900           (driftlength > kDrMax)) {
901         continue;
902       }
903     }
904
905     // Get row and col of unsmeared electron to retrieve drift velocity
906     // The pad row (z-direction)
907     Int_t    rowE         = padPlane->GetPadRowNumberROC(loc[1]);
908     if (rowE < 0) {
909       continue;
910     }
911     Double_t rowOffset    = padPlane->GetPadRowOffsetROC(rowE,loc[1]);
912     // The pad column (rphi-direction)
913     Double_t offsetTilt   = padPlane->GetTiltOffset(rowOffset);
914     Int_t    colE         = padPlane->GetPadColNumber(loc[0]+offsetTilt);
915     if (colE < 0) {
916       continue;   
917     }
918     Double_t colOffset    = 0.0;
919
920     // Normalized drift length
921     Float_t  driftvelocity  = calVdriftDetValue * calVdriftROC->GetValue(colE,rowE);
922     Double_t absdriftlength = TMath::Abs(driftlength);
923     if (commonParam->ExBOn()) {
924       absdriftlength /= TMath::Sqrt(GetLorentzFactor(driftvelocity));
925     }
926
927     // Loop over all electrons of this hit
928     // TR photons produce hits with negative charge
929     Int_t nEl = ((Int_t) TMath::Abs(q));
930     for (Int_t iEl = 0; iEl < nEl; iEl++) {
931
932       // Now the real local coordinate system of the ROC
933       // column direction: locC
934       // row direction:    locR 
935       // time direction:   locT
936       // locR and locC are identical to the coordinates of the corresponding
937       // volumina of the drift or amplification region.
938       // locT is defined relative to the wire plane (i.e. middle of amplification
939       // region), meaning locT = 0, and is negative for hits coming from the
940       // drift region. 
941       Double_t locC = loc[0];
942       Double_t locR = loc[1];
943       Double_t locT = loc[2];
944
945       // Electron attachment
946       if (simParam->ElAttachOn()) {
947         if (gRandom->Rndm() < (absdriftlength * elAttachProp)) {
948           continue;
949         }
950       }
951           
952       // Apply the diffusion smearing
953       if (simParam->DiffusionOn()) {
954         if (!(Diffusion(driftvelocity,absdriftlength,locR,locC,locT))) {
955           continue;
956         }
957       }
958
959       // Apply E x B effects (depends on drift direction)
960       if (commonParam->ExBOn()) { 
961         if (!(ExB(driftvelocity,driftlength,locC))) {
962           continue;
963         }
964       }
965
966       // The electron position after diffusion and ExB in pad coordinates.
967       // The pad row (z-direction)
968       rowE       = padPlane->GetPadRowNumberROC(locR);
969       if (rowE < 0) continue;
970       rowOffset  = padPlane->GetPadRowOffsetROC(rowE,locR);
971
972       // The pad column (rphi-direction)
973       offsetTilt = padPlane->GetTiltOffset(rowOffset);
974       colE       = padPlane->GetPadColNumber(locC+offsetTilt);
975       if (colE < 0) continue;         
976       colOffset  = padPlane->GetPadColOffset(colE,locC+offsetTilt);
977           
978       // Also re-retrieve drift velocity because col and row may have changed
979       driftvelocity = calVdriftDetValue * calVdriftROC->GetValue(colE,rowE);
980       Float_t t0    = calT0DetValue     + calT0ROC->GetValue(colE,rowE);
981
982       // Convert the position to drift time [mus], using either constant drift velocity or
983       // time structure of drift cells (non-isochronity, GARFIELD calculation).
984       // Also add absolute time of hits to take pile-up events into account properly
985       Double_t drifttime;
986       if (simParam->TimeStructOn()) {
987         // Get z-position with respect to anode wire
988         Double_t zz  =  row0 - locR + padPlane->GetAnodeWireOffset();
989         zz -= ((Int_t)(2 * zz)) / 2.0;
990         if (zz > 0.25) {
991           zz  = 0.5 - zz;
992         }
993         // Use drift time map (GARFIELD)
994         drifttime = commonParam->TimeStruct(driftvelocity,0.5*kAmWidth-1.0*locT,zz)
995                   + hittime;
996       } 
997       else {
998         // Use constant drift velocity
999         drifttime = TMath::Abs(locT) / driftvelocity
1000                   + hittime;
1001       }
1002
1003       // Apply the gas gain including fluctuations
1004       Double_t ggRndm = 0.0;
1005       do {
1006         ggRndm = gRandom->Rndm();
1007       } while (ggRndm <= 0);
1008       Double_t signal = -(simParam->GetGasGain()) * TMath::Log(ggRndm);
1009
1010       // Apply the pad response 
1011       if (simParam->PRFOn()) {
1012         // The distance of the electron to the center of the pad 
1013         // in units of pad width
1014         Double_t dist = (colOffset - 0.5*padPlane->GetColSize(colE))
1015                       / padPlane->GetColSize(colE);
1016         // This is a fixed parametrization, i.e. not dependent on
1017         // calibration values !
1018         if (!(calibration->PadResponse(signal,dist,layer,padSignal))) continue;
1019       }
1020       else {
1021         padSignal[0] = 0.0;
1022         padSignal[1] = signal;
1023         padSignal[2] = 0.0;
1024       }
1025
1026       // The time bin (always positive), with t0 distortion
1027       Double_t timeBinIdeal = drifttime * samplingRate + t0;
1028       // Protection 
1029       if (TMath::Abs(timeBinIdeal) > 2*nTimeTotal) {
1030         timeBinIdeal = 2 * nTimeTotal;
1031       }
1032       Int_t    timeBinTruncated = ((Int_t) timeBinIdeal);
1033       // The distance of the position to the middle of the timebin
1034       Double_t timeOffset       = ((Float_t) timeBinTruncated 
1035                                 + 0.5 - timeBinIdeal) / samplingRate;
1036           
1037       // Sample the time response inside the drift region
1038       // + additional time bins before and after.
1039       // The sampling is done always in the middle of the time bin
1040       for (Int_t iTimeBin = TMath::Max(timeBinTruncated,0)
1041           ;iTimeBin < TMath::Min(timeBinTruncated+timeBinTRFend,nTimeTotal)
1042           ;iTimeBin++) {
1043
1044         // Apply the time response
1045         Double_t timeResponse = 1.0;
1046         Double_t crossTalk    = 0.0;
1047         Double_t time         = (iTimeBin - timeBinTruncated) / samplingRate + timeOffset;
1048
1049         if (simParam->TRFOn()) {
1050           timeResponse = simParam->TimeResponse(time);
1051         }
1052         if (simParam->CTOn()) {
1053           crossTalk    = simParam->CrossTalk(time);
1054         }
1055
1056         signalOld[0] = 0.0;
1057         signalOld[1] = 0.0;
1058         signalOld[2] = 0.0;
1059
1060         for (iPad = 0; iPad < kNpad; iPad++) {
1061
1062           Int_t colPos = colE + iPad - 1;
1063           if (colPos <        0) continue;
1064           if (colPos >= nColMax) break;
1065
1066           // Add the signals
1067           signalOld[iPad] = signals->GetData(rowE,colPos,iTimeBin);
1068
1069           if (colPos != colE) {
1070             // Cross talk added to non-central pads
1071             signalOld[iPad] += padSignal[iPad] 
1072                              * (timeResponse + crossTalk);
1073           } 
1074           else {
1075             // W/o cross talk at central pad
1076             signalOld[iPad] += padSignal[iPad] 
1077                              * timeResponse;
1078           }
1079
1080           signals->SetData(rowE,colPos,iTimeBin,signalOld[iPad]);
1081
1082           // Store the track index in the dictionary
1083           // Note: We store index+1 in order to allow the array to be compressed
1084           // Note2: Taking out the +1 in track
1085           if (signalOld[iPad] > 0.0) { 
1086             for (dict = 0; dict < kNdict; dict++) {
1087               Int_t oldTrack = dictionary[dict]->GetData(rowE,colPos,iTimeBin); 
1088               if (oldTrack == track) break;
1089               if (oldTrack ==  -1 ) {
1090                 dictionary[dict]->SetData(rowE,colPos,iTimeBin,track);
1091                 break;
1092               }
1093             }
1094           }
1095
1096         } // Loop: pads
1097
1098       } // Loop: time bins
1099
1100     } // Loop: electrons of a single hit
1101
1102   } // Loop: hits
1103
1104   AliDebug(2,Form("Finished analyzing %d hits",nhit));
1105
1106   return kTRUE;
1107
1108 }
1109
1110 //_____________________________________________________________________________
1111 Bool_t AliTRDdigitizer::ConvertSignals(Int_t det, AliTRDarraySignal *signals)
1112 {
1113   //
1114   // Convert signals to digits
1115   //
1116
1117   AliDebug(1,Form("Start converting the signals for detector %d",det));
1118
1119   if (fSDigits) {
1120     // Convert the signal array to s-digits
1121     if (!Signal2SDigits(det,signals)) {
1122       return kFALSE;
1123     }
1124   }
1125   else {
1126     // Convert the signal array to digits
1127     if (!Signal2ADC(det,signals)) {
1128       return kFALSE;
1129     }
1130     // Run digital processing for digits
1131     RunDigitalProcessing(det);
1132   }
1133
1134   // Compress the arrays
1135   CompressOutputArrays(det);   
1136
1137   return kTRUE;
1138
1139 }
1140
1141 //_____________________________________________________________________________
1142 Bool_t AliTRDdigitizer::Signal2ADC(Int_t det, AliTRDarraySignal *signals)
1143 {
1144   //
1145   // Converts the sampled electron signals to ADC values for a given chamber
1146   //
1147
1148   AliDebug(1,Form("Start converting signals to ADC values for detector=%d",det));
1149
1150   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1151   if (!calibration) {
1152     AliFatal("Could not get calibration object");
1153     return kFALSE;
1154   }
1155
1156   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
1157   if (!simParam) {
1158     AliFatal("Could not get simulation parameters");
1159     return kFALSE;
1160   }  
1161
1162   // Converts number of electrons to fC
1163   const Double_t kEl2fC = 1.602e-19 * 1.0e15; 
1164
1165   // Coupling factor
1166   Double_t coupling     = simParam->GetPadCoupling() 
1167                         * simParam->GetTimeCoupling();
1168   // Electronics conversion factor
1169   Double_t convert      = kEl2fC 
1170                         * simParam->GetChipGain();
1171   // ADC conversion factor
1172   Double_t adcConvert   = simParam->GetADCoutRange()
1173                         / simParam->GetADCinRange();
1174   // The electronics baseline in mV
1175   Double_t baseline     = simParam->GetADCbaseline() 
1176                         / adcConvert;
1177   // The electronics baseline in electrons
1178   Double_t baselineEl   = baseline
1179                         / convert;
1180
1181   Int_t row  = 0;
1182   Int_t col  = 0;
1183   Int_t time = 0;
1184
1185   Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1186   Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1187   Int_t nTimeTotal = fDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins();
1188
1189   // The gainfactor calibration objects
1190   const AliTRDCalDet *calGainFactorDet      = calibration->GetGainFactorDet();  
1191   AliTRDCalROC       *calGainFactorROC      = 0;
1192   Float_t             calGainFactorDetValue = 0.0;
1193
1194   AliTRDarrayADC     *digits = 0x0;
1195
1196   if (!signals) {
1197     AliError(Form("Signals array for detector %d does not exist\n",det));
1198     return kFALSE;
1199   }
1200   if (signals->HasData()) {
1201     // Expand the container if neccessary
1202     signals->Expand();   
1203   }
1204   else {
1205     // Create missing containers
1206     signals->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);      
1207   }
1208
1209   // Get the container for the digits of this detector
1210   if (fDigitsManager->HasSDigits()) {
1211     AliError("Digits manager has s-digits");
1212     return kFALSE;
1213   }
1214
1215   digits = (AliTRDarrayADC *) fDigitsManager->GetDigits(det);
1216   // Allocate memory space for the digits buffer
1217   if (!digits->HasData()) {
1218     digits->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1219   }
1220
1221   // Get the calibration objects
1222   calGainFactorROC      = calibration->GetGainFactorROC(det);
1223   calGainFactorDetValue = calGainFactorDet->GetValue(det);
1224
1225   // Create the digits for this chamber
1226   for (row  = 0; row  <  nRowMax; row++ ) {
1227     for (col  = 0; col  <  nColMax; col++ ) {
1228
1229       // Check whether pad is masked
1230       // Bridged pads are not considered yet!!!
1231       if (calibration->IsPadMasked(det,col,row)) {
1232         continue;
1233       }
1234
1235       // The gain factors
1236       Float_t padgain = calGainFactorDetValue 
1237                       * calGainFactorROC->GetValue(col,row);
1238       if (padgain <= 0) {
1239         AliError(Form("Not a valid gain %f, %d %d %d",padgain,det,col,row));
1240       }
1241
1242       for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {
1243
1244         // Get the signal amplitude
1245         Float_t signalAmp = signals->GetData(row,col,time);
1246         // Pad and time coupling
1247         signalAmp *= coupling;
1248         // Gain factors
1249         signalAmp *= padgain;
1250
1251         // Add the noise, starting from minus ADC baseline in electrons
1252         signalAmp  = TMath::Max((Double_t) gRandom->Gaus(signalAmp,simParam->GetNoise())
1253                                ,-baselineEl);
1254
1255         // Convert to mV
1256         signalAmp *= convert;
1257         // Add ADC baseline in mV
1258         signalAmp += baseline;
1259
1260         // Convert to ADC counts. Set the overflow-bit fADCoutRange if the
1261         // signal is larger than fADCinRange
1262         Short_t adc  = 0;
1263         if (signalAmp >= simParam->GetADCinRange()) {
1264           adc = ((Short_t) simParam->GetADCoutRange());
1265         }
1266         else {
1267           adc = TMath::Nint(signalAmp * adcConvert);
1268         }
1269
1270         // Saving all digits
1271         digits->SetData(row,col,time,adc);
1272
1273       } // for: time
1274
1275     } // for: col
1276   } // for: row
1277
1278   return kTRUE;
1279
1280 }
1281
1282 //_____________________________________________________________________________
1283 Bool_t AliTRDdigitizer::Signal2SDigits(Int_t det, AliTRDarraySignal *signals)
1284 {
1285   //
1286   // Converts the sampled electron signals to s-digits
1287   //
1288
1289   AliDebug(1,Form("Start converting signals to s-digits for detector=%d",det));
1290
1291   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1292   if (!calibration) {
1293     AliFatal("Could not get calibration object");
1294     return kFALSE;
1295   }
1296
1297   Int_t row  = 0;
1298   Int_t col  = 0;
1299   Int_t time = 0;
1300
1301   Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1302   Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1303   Int_t nTimeTotal = fDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins();
1304
1305   // Get the container for the digits of this detector
1306
1307   if (!fDigitsManager->HasSDigits()) {
1308     AliError("Digits manager has no s-digits");
1309     return kFALSE;
1310   }
1311
1312   AliTRDarraySignal *digits = (AliTRDarraySignal *) fDigitsManager->GetSDigits(det);
1313   // Allocate memory space for the digits buffer
1314   if (!digits->HasData()) {
1315     digits->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1316   }
1317
1318   // Create the sdigits for this chamber
1319   for (row  = 0; row  <  nRowMax; row++ ) {
1320     for (col  = 0; col  <  nColMax; col++ ) {
1321       for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {         
1322         digits->SetData(row,col,time,signals->GetData(row,col,time));
1323       } // for: time
1324     } // for: col
1325   } // for: row
1326   
1327   return kTRUE;
1328
1329 }
1330
1331 //_____________________________________________________________________________
1332 Bool_t AliTRDdigitizer::Digits2SDigits(AliTRDdigitsManager * const manDig
1333                                      , AliTRDdigitsManager * const manSDig)
1334 {
1335   //
1336   // Converts digits into s-digits. Needed for embedding into real data.
1337   //
1338
1339   AliDebug(1,"Start converting digits to s-digits");
1340
1341   if (!fGeo) {
1342     fGeo = new AliTRDgeometry();
1343   }
1344
1345   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1346   if (!calibration) {
1347     AliFatal("Could not get calibration object");
1348     return kFALSE;
1349   }
1350
1351   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
1352   if (!simParam) {
1353     AliFatal("Could not get simulation parameters");
1354     return kFALSE;
1355   }  
1356
1357   // Converts number of electrons to fC
1358   const Double_t kEl2fC = 1.602e-19 * 1.0e15; 
1359
1360   // Coupling factor
1361   Double_t coupling     = simParam->GetPadCoupling() 
1362                         * simParam->GetTimeCoupling();
1363   // Electronics conversion factor
1364   Double_t convert      = kEl2fC 
1365                         * simParam->GetChipGain();
1366   // ADC conversion factor
1367   Double_t adcConvert   = simParam->GetADCoutRange()
1368                         / simParam->GetADCinRange();
1369   // The electronics baseline in mV
1370   Double_t baseline     = simParam->GetADCbaseline() 
1371                         / adcConvert;
1372   // The electronics baseline in electrons
1373   //Double_t baselineEl   = baseline
1374   //                      / convert;
1375
1376   // The gainfactor calibration objects
1377   //const AliTRDCalDet *calGainFactorDet      = calibration->GetGainFactorDet();  
1378   //AliTRDCalROC       *calGainFactorROC      = 0;
1379   //Float_t             calGainFactorDetValue = 0.0;
1380
1381   Int_t row  = 0;
1382   Int_t col  = 0;
1383   Int_t time = 0;
1384
1385   for (Int_t det = 0; det < AliTRDgeometry::Ndet(); det++) {
1386
1387     Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1388     Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1389     Int_t nTimeTotal = calibration->GetNumberOfTimeBins();
1390
1391     // Get the calibration objects
1392     //calGainFactorROC      = calibration->GetGainFactorROC(det);
1393     //calGainFactorDetValue = calGainFactorDet->GetValue(det);
1394
1395     // Get the digits
1396     AliTRDarrayADC *digits = (AliTRDarrayADC *) manDig->GetDigits(det);
1397
1398     if (!manSDig->HasSDigits()) {
1399       AliError("SDigits manager has no s-digits");
1400       return kFALSE;
1401     }
1402     // Get the s-digits
1403     AliTRDarraySignal     *sdigits = (AliTRDarraySignal *)     manSDig->GetSDigits(det);
1404     AliTRDarrayDictionary *tracks0 = (AliTRDarrayDictionary *) manSDig->GetDictionary(det,0);
1405     AliTRDarrayDictionary *tracks1 = (AliTRDarrayDictionary *) manSDig->GetDictionary(det,1);
1406     AliTRDarrayDictionary *tracks2 = (AliTRDarrayDictionary *) manSDig->GetDictionary(det,2);
1407     // Allocate memory space for the digits buffer
1408     sdigits->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1409     tracks0->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1410     tracks1->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1411     tracks2->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1412
1413     if (digits->HasData()) {
1414
1415       digits->Expand();
1416
1417       // Create the sdigits for this chamber
1418       for (row  = 0; row  <  nRowMax; row++ ) {
1419         for (col  = 0; col  <  nColMax; col++ ) {
1420
1421           // The gain factors
1422           //Float_t padgain = calGainFactorDetValue 
1423           //                * calGainFactorROC->GetValue(col,row);
1424
1425           for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {
1426
1427             Short_t  adcVal = digits->GetData(row,col,time);
1428             Double_t signal = (Double_t) adcVal;
1429             // ADC -> signal in mV
1430             signal /= adcConvert;
1431             // Subtract baseline in mV
1432             signal -= baseline;
1433             // Signal in mV -> signal in #electrons
1434             signal /= convert;
1435             // Gain factor
1436             //signal /= padgain; // Not needed for real data
1437             // Pad and time coupling
1438             signal /= coupling;
1439
1440             sdigits->SetData(row,col,time,signal);
1441             tracks0->SetData(row,col,time,0);
1442             tracks1->SetData(row,col,time,0);
1443             tracks2->SetData(row,col,time,0);
1444
1445           } // for: time
1446
1447         } // for: col
1448       } // for: row
1449   
1450     } // if: has data
1451
1452     sdigits->Compress(0);
1453     tracks0->Compress();
1454     tracks1->Compress();
1455     tracks2->Compress();
1456
1457     // No compress just remove
1458     manDig->RemoveDigits(det);
1459     manDig->RemoveDictionaries(det);      
1460
1461   } // for: det
1462
1463   return kTRUE;
1464
1465 }
1466
1467 //_____________________________________________________________________________
1468 Bool_t AliTRDdigitizer::SDigits2Digits()
1469 {
1470   //
1471   // Merges the input s-digits and converts them to normal digits
1472   //
1473
1474   if (!MergeSDigits()) {
1475     return kFALSE;
1476   }
1477
1478   return ConvertSDigits();
1479
1480 }
1481
1482 //_____________________________________________________________________________
1483 Bool_t AliTRDdigitizer::MergeSDigits()
1484 {
1485   //
1486   // Merges the input s-digits:
1487   //   - The amplitude of the different inputs are summed up.
1488   //   - Of the track IDs from the input dictionaries only one is
1489   //     kept for each input. This works for maximal 3 different merged inputs.
1490   //
1491
1492   // Number of track dictionary arrays
1493   const Int_t kNDict = AliTRDdigitsManager::kNDict;
1494
1495   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
1496   if (!simParam) {
1497     AliFatal("Could not get simulation parameters");
1498     return kFALSE;
1499   }
1500   
1501   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1502   if (!calibration) {
1503     AliFatal("Could not get calibration object");
1504     return kFALSE;
1505   }
1506   
1507   Int_t iDict = 0;
1508   Int_t jDict = 0;
1509
1510   AliTRDarraySignal     *digitsA;
1511   AliTRDarraySignal     *digitsB;
1512   AliTRDarrayDictionary *dictionaryA[kNDict];
1513   AliTRDarrayDictionary *dictionaryB[kNDict];
1514
1515   AliTRDdigitsManager   *mergeSDigitsManager = 0x0;
1516   // Get the first s-digits
1517   fSDigitsManager = (AliTRDdigitsManager *) fSDigitsManagerList->First();
1518   if (!fSDigitsManager) { 
1519     AliError("No SDigits manager");
1520     return kFALSE;
1521   }
1522
1523   // Loop through the other sets of s-digits
1524   mergeSDigitsManager = (AliTRDdigitsManager *) fSDigitsManagerList->After(fSDigitsManager);
1525
1526   if (mergeSDigitsManager) {
1527     AliDebug(1,Form("Merge %d input files.",fSDigitsManagerList->GetSize()));
1528   }
1529   else {
1530     AliDebug(1,"Only one input file.");
1531   }
1532   
1533   Int_t nTimeTotal = calibration->GetNumberOfTimeBins();  
1534   Int_t iMerge = 0;
1535
1536   while (mergeSDigitsManager) {
1537
1538     iMerge++;
1539       
1540     // Loop through the detectors
1541     for (Int_t iDet = 0; iDet < AliTRDgeometry::Ndet(); iDet++) {
1542
1543       Int_t nRowMax = fGeo->GetPadPlane(iDet)->GetNrows();
1544       Int_t nColMax = fGeo->GetPadPlane(iDet)->GetNcols();
1545           
1546       // Loop through the pixels of one detector and add the signals
1547       digitsA = (AliTRDarraySignal *) fSDigitsManager->GetSDigits(iDet);    
1548       digitsB = (AliTRDarraySignal *) mergeSDigitsManager->GetSDigits(iDet); 
1549       digitsA->Expand();  
1550       if (!digitsA->HasData()) continue;
1551       digitsB->Expand();    
1552       if (!digitsB->HasData()) continue;
1553           
1554       for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1555         dictionaryA[iDict] = (AliTRDarrayDictionary *) fSDigitsManager->GetDictionary(iDet,iDict);
1556         dictionaryB[iDict] = (AliTRDarrayDictionary *) mergeSDigitsManager->GetDictionary(iDet,iDict);
1557         dictionaryA[iDict]->Expand();  
1558         dictionaryB[iDict]->Expand();
1559       }
1560
1561       // Merge only detectors that contain a signal
1562       Bool_t doMerge = kTRUE;
1563       if (fMergeSignalOnly) {
1564         if (digitsA->GetOverThreshold(0) == 0) {                             
1565           doMerge = kFALSE;
1566         }
1567       }
1568           
1569       if (doMerge) {
1570               
1571         AliDebug(1,Form("Merge detector %d of input no.%d",iDet,iMerge+1));
1572               
1573         for (Int_t iRow  = 0; iRow  <  nRowMax;   iRow++ ) {
1574           for (Int_t iCol  = 0; iCol  <  nColMax;   iCol++ ) {
1575             for (Int_t iTime = 0; iTime < nTimeTotal; iTime++) {
1576                 
1577               // Add the amplitudes of the summable digits 
1578               Float_t ampA = digitsA->GetData(iRow,iCol,iTime);
1579               Float_t ampB = digitsB->GetData(iRow,iCol,iTime);
1580               ampA += ampB;
1581               digitsA->SetData(iRow,iCol,iTime,ampA);
1582
1583               // Add the mask to the track id if defined.
1584               for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1585                 Int_t trackB = dictionaryB[iDict]->GetData(iRow,iCol,iTime);
1586                 if ((fMasks) && (trackB > 0))  {
1587                   for (jDict = 0; jDict < kNDict; jDict++) { 
1588                     Int_t trackA = dictionaryA[iDict]->GetData(iRow,iCol,iTime); 
1589                     if (trackA == 0) {
1590                       trackA = trackB + fMasks[iMerge];
1591                       dictionaryA[iDict]->SetData(iRow,iCol,iTime,trackA);  
1592                     } // if:  track A == 0
1593                   } // for: jDict
1594                 } // if:  fMasks and trackB > 0
1595               } // for: iDict
1596
1597             } // for: iTime
1598           } // for: iCol
1599         } // for: iRow
1600
1601       } // if:  doMerge
1602
1603       mergeSDigitsManager->RemoveDigits(iDet);
1604       mergeSDigitsManager->RemoveDictionaries(iDet);
1605   
1606       if (fCompress) {
1607         digitsA->Compress(0); 
1608         for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {                                     
1609           dictionaryA[iDict]->Compress();
1610         }
1611       }
1612       
1613     } // for: detectors    
1614       
1615     // The next set of s-digits
1616     mergeSDigitsManager = (AliTRDdigitsManager *) fSDigitsManagerList->After(mergeSDigitsManager);
1617     
1618   } // while: mergeDigitsManagers
1619   
1620   return kTRUE;
1621
1622 }
1623
1624 //_____________________________________________________________________________
1625 Bool_t AliTRDdigitizer::ConvertSDigits()
1626 {
1627   //
1628   // Converts s-digits to normal digits
1629   //
1630
1631   AliTRDarraySignal *digitsIn = 0x0;
1632
1633   if (!fSDigitsManager->HasSDigits()) {
1634     AliError("No s-digits in digits manager");
1635     return kFALSE;
1636   }
1637
1638   // Loop through the detectors
1639   for (Int_t det = 0; det < AliTRDgeometry::Ndet(); det++) {
1640
1641     // Get the merged s-digits (signals)
1642     digitsIn = (AliTRDarraySignal *) fSDigitsManager->GetSDigits(det);
1643     if (!digitsIn->HasData()) {
1644       AliDebug(2,Form("No digits for det=%d",det));
1645       continue;
1646     }
1647     
1648     // Convert the merged sdigits to digits
1649     if (!Signal2ADC(det,digitsIn)) {
1650       continue;
1651     }
1652
1653     // Copy the dictionary information to the output array
1654     if (!CopyDictionary(det)) {
1655       continue;
1656     }
1657
1658     // Delete 
1659     fSDigitsManager->RemoveDigits(det);
1660     fSDigitsManager->RemoveDictionaries(det);
1661
1662     // Run digital processing
1663     RunDigitalProcessing(det);
1664
1665     // Compress the arrays
1666     CompressOutputArrays(det);
1667
1668   } // for: detector numbers
1669
1670
1671   return kTRUE;
1672
1673 }
1674
1675 //_____________________________________________________________________________
1676 Bool_t AliTRDdigitizer::CopyDictionary(Int_t det)
1677 {
1678   //
1679   // Copies the dictionary information from the s-digits arrays
1680   // to the output arrays
1681   //
1682
1683   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1684   if (!calibration) {
1685     AliFatal("Could not get calibration object");
1686     return kFALSE;
1687   }
1688
1689   AliDebug(1,Form("Start copying dictionaries for detector=%d",det));
1690
1691   const Int_t kNDict = AliTRDdigitsManager::kNDict;
1692   AliTRDarrayDictionary *dictionaryIn[kNDict];
1693   AliTRDarrayDictionary *dictionaryOut[kNDict];
1694
1695   Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1696   Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1697   Int_t nTimeTotal = calibration->GetNumberOfTimeBins();
1698
1699   Int_t row  = 0;
1700   Int_t col  = 0;
1701   Int_t time = 0;
1702   Int_t dict = 0;
1703
1704   for (dict = 0; dict < kNDict; dict++) {
1705
1706     dictionaryIn[dict]  = (AliTRDarrayDictionary *) fSDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
1707     dictionaryIn[dict]->Expand();
1708     dictionaryOut[dict] = (AliTRDarrayDictionary *) fDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
1709     dictionaryOut[dict]->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1710
1711     for (row = 0; row < nRowMax; row++) {
1712       for (col = 0; col < nColMax; col++) {
1713         for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {
1714           Int_t track = dictionaryIn[dict]->GetData(row,col,time);
1715           dictionaryOut[dict]->SetData(row,col,time,track);
1716         } // for: time
1717       } // for: col
1718     } // for: row
1719     
1720   } // for: dictionaries
1721   
1722   return kTRUE;
1723
1724 }
1725
1726 //_____________________________________________________________________________
1727 void AliTRDdigitizer::CompressOutputArrays(Int_t det)
1728 {
1729   //
1730   // Compress the output arrays
1731   //
1732
1733   const Int_t kNDict = AliTRDdigitsManager::kNDict;
1734   AliTRDarrayDictionary *dictionary = 0x0;
1735
1736   if (fCompress) {
1737
1738     if (!fSDigits) {
1739       AliTRDarrayADC *digits = 0x0;  
1740       digits = (AliTRDarrayADC *) fDigitsManager->GetDigits(det);
1741       digits->Compress();
1742     }
1743
1744     if (fSDigits) {
1745       AliTRDarraySignal *digits = 0x0; 
1746       digits = (AliTRDarraySignal *) fDigitsManager->GetSDigits(det);
1747       digits->Compress(0);
1748     }
1749
1750     for (Int_t dict = 0; dict < kNDict; dict++) {
1751       dictionary = (AliTRDarrayDictionary *) fDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
1752       dictionary->Compress();
1753     }
1754
1755   }
1756
1757 }
1758
1759 //_____________________________________________________________________________
1760 Bool_t AliTRDdigitizer::WriteDigits() const
1761 {
1762   //
1763   // Writes out the TRD-digits and the dictionaries
1764   //
1765
1766   // Write parameters
1767   fRunLoader->CdGAFile();
1768
1769   // Store the digits and the dictionary in the tree
1770   return fDigitsManager->WriteDigits();
1771
1772 }
1773
1774 //_____________________________________________________________________________
1775 void AliTRDdigitizer::InitOutput(Int_t iEvent)
1776 {
1777   //
1778   // Initializes the output branches
1779   //
1780
1781   fEvent = iEvent;
1782    
1783   if (!fRunLoader) {
1784     AliError("Run Loader is NULL");
1785     return;  
1786   }
1787
1788   AliLoader *loader = fRunLoader->GetLoader("TRDLoader");
1789   if (!loader) {
1790     AliError("Can not get TRD loader from Run Loader");
1791     return;
1792   }
1793
1794   TTree *tree = 0;
1795   
1796   if (fSDigits) { 
1797     // If we produce SDigits
1798     tree = loader->TreeS();
1799     if (!tree) {
1800       loader->MakeTree("S");
1801       tree = loader->TreeS();
1802     }
1803   }
1804   else {
1805     // If we produce Digits
1806     tree = loader->TreeD();
1807     if (!tree) {
1808       loader->MakeTree("D");
1809       tree = loader->TreeD();
1810     }
1811   }
1812   fDigitsManager->SetEvent(iEvent);
1813   fDigitsManager->MakeBranch(tree);
1814
1815 }
1816   
1817 //_____________________________________________________________________________
1818 Int_t AliTRDdigitizer::Diffusion(Float_t vdrift, Double_t absdriftlength
1819                                , Double_t &lRow, Double_t &lCol, Double_t &lTime)
1820 {
1821   //
1822   // Applies the diffusion smearing to the position of a single electron.
1823   // Depends on absolute drift length.
1824   //
1825   
1826   Float_t diffL = 0.0;
1827   Float_t diffT = 0.0;
1828
1829   if (AliTRDCommonParam::Instance()->GetDiffCoeff(diffL,diffT,vdrift)) {
1830
1831     Float_t driftSqrt = TMath::Sqrt(absdriftlength);
1832     Float_t sigmaT    = driftSqrt * diffT;
1833     Float_t sigmaL    = driftSqrt * diffL;
1834     lRow  = gRandom->Gaus(lRow ,sigmaT);
1835     lCol  = gRandom->Gaus(lCol ,sigmaT * GetLorentzFactor(vdrift));
1836     lTime = gRandom->Gaus(lTime,sigmaL * GetLorentzFactor(vdrift));
1837
1838     return 1;
1839
1840   }
1841   else {
1842
1843     return 0;
1844
1845   }
1846
1847 }
1848
1849 //_____________________________________________________________________________
1850 Float_t AliTRDdigitizer::GetLorentzFactor(Float_t vd)
1851 {
1852   //
1853   // Returns the Lorentz factor
1854   //
1855
1856   Double_t omegaTau      = AliTRDCommonParam::Instance()->GetOmegaTau(vd);
1857   Double_t lorentzFactor = 1.0;
1858   if (AliTRDCommonParam::Instance()->ExBOn()) {
1859     lorentzFactor = 1.0 / (1.0 + omegaTau*omegaTau);
1860   }
1861
1862   return lorentzFactor;
1863
1864 }
1865   
1866 //_____________________________________________________________________________
1867 Int_t AliTRDdigitizer::ExB(Float_t vdrift, Double_t driftlength, Double_t &lCol)
1868 {
1869   //
1870   // Applies E x B effects to the position of a single electron.
1871   // Depends on signed drift length.
1872   //
1873
1874   lCol = lCol 
1875        + AliTRDCommonParam::Instance()->GetOmegaTau(vdrift) 
1876        * driftlength;
1877
1878   return 1;
1879
1880 }
1881
1882 //_____________________________________________________________________________
1883 void AliTRDdigitizer::RunDigitalProcessing(Int_t det)
1884 {
1885   //
1886   // Run the digital processing in the TRAP
1887   //
1888
1889   AliTRDfeeParam *feeParam = AliTRDfeeParam::Instance();
1890
1891   //Create and initialize the mcm object 
1892   AliTRDmcmSim* mcmfast = new AliTRDmcmSim(); 
1893
1894   AliTRDarrayADC *digits = fDigitsManager->GetDigits(det);
1895   if (!digits)
1896     return;
1897
1898   //Call the methods in the mcm class using the temporary array as input  
1899   for(Int_t rob = 0; rob < digits->GetNrow() / 2; rob++)
1900   {
1901     for(Int_t mcm = 0; mcm < 16; mcm++)
1902     {
1903       mcmfast->Init(det, rob, mcm); 
1904       mcmfast->SetData(digits, fDigitsManager);
1905       mcmfast->Filter();
1906       if (feeParam->GetTracklet()) {
1907         mcmfast->Tracklet();
1908         mcmfast->StoreTracklets();
1909       }
1910       mcmfast->ZSMapping();
1911       mcmfast->WriteData(digits);
1912     }
1913   }
1914
1915   delete mcmfast;
1916
1917 }