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 "AliDigitizationInput.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 #include "Cal/AliTRDCalOnlineGainTableROC.h"
  74
  75 ClassImp(AliTRDdigitizer)
  76
  77 //_____________________________________________________________________________
  78 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer()
  79   :AliDigitizer()
  80   ,fRunLoader(0)
  81   ,fDigitsManager(0)
  82   ,fSDigitsManager(0)
  83   ,fSDigitsManagerList(0)
  84   ,fTRD(0)
  85   ,fGeo(0)
  86   ,fMcmSim(new AliTRDmcmSim)
  87   ,fEvent(0)
  88   ,fMasks(0)
  89   ,fCompress(kTRUE)
  90   ,fSDigits(kFALSE)
  91   ,fMergeSignalOnly(kFALSE)
  92 {
  93   //
  94   // AliTRDdigitizer default constructor
  95   //
  96
  97 }
  98
  99 //_____________________________________________________________________________
 100 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(const Text_t *name, const Text_t *title)
 101   :AliDigitizer(name,title)
 102   ,fRunLoader(0)
 103   ,fDigitsManager(0)
 104   ,fSDigitsManager(0)
 105   ,fSDigitsManagerList(0)
 106   ,fTRD(0)
 107   ,fGeo(0)
 108   ,fMcmSim(new AliTRDmcmSim)
 109   ,fEvent(0)
 110   ,fMasks(0)
 111   ,fCompress(kTRUE)
 112   ,fSDigits(kFALSE)
 113   ,fMergeSignalOnly(kFALSE)
 114 {
 115   //
 116   // AliTRDdigitizer constructor
 117   //
 118
 119 }
 120
 121 //_____________________________________________________________________________
 122 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(AliDigitizationInput* digInput
 123                                , const Text_t *name, const Text_t *title)
 124   :AliDigitizer(digInput,name,title)
 125   ,fRunLoader(0)
 126   ,fDigitsManager(0)
 127   ,fSDigitsManager(0)
 128   ,fSDigitsManagerList(0)
 129   ,fTRD(0)
 130   ,fGeo(0)
 131   ,fMcmSim(new AliTRDmcmSim)
 132   ,fEvent(0)
 133   ,fMasks(0)
 134   ,fCompress(kTRUE)
 135   ,fSDigits(kFALSE)
 136   ,fMergeSignalOnly(kFALSE)
 137 {
 138   //
 139   // AliTRDdigitizer constructor
 140   //
 141
 142 }
 143
 144 //_____________________________________________________________________________
 145 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(AliDigitizationInput* digInput)
 146   :AliDigitizer(digInput,"AliTRDdigitizer","TRD digitizer")
 147   ,fRunLoader(0)
 148   ,fDigitsManager(0)
 149   ,fSDigitsManager(0)
 150   ,fSDigitsManagerList(0)
 151   ,fTRD(0)
 152   ,fGeo(0)
 153   ,fMcmSim(new AliTRDmcmSim)
 154   ,fEvent(0)
 155   ,fMasks(0)
 156   ,fCompress(kTRUE)
 157   ,fSDigits(kFALSE)
 158   ,fMergeSignalOnly(kFALSE)
 159 {
 160   //
 161   // AliTRDdigitizer constructor
 162   //
 163
 164 }
 165
 166 //_____________________________________________________________________________
 167 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(const AliTRDdigitizer &d)
 168   :AliDigitizer(d)
 169   ,fRunLoader(0)
 170   ,fDigitsManager(0)
 171   ,fSDigitsManager(0)
 172   ,fSDigitsManagerList(0)
 173   ,fTRD(0)
 174   ,fGeo(0)
 175   ,fMcmSim(new AliTRDmcmSim)
 176   ,fEvent(0)
 177   ,fMasks(0)
 178   ,fCompress(d.fCompress)
 179   ,fSDigits(d.fSDigits)
 180   ,fMergeSignalOnly(d.fMergeSignalOnly)
 181 {
 182   //
 183   // AliTRDdigitizer copy constructor
 184   //
 185
 186 }
 187
 188 //_____________________________________________________________________________
 189 AliTRDdigitizer::~AliTRDdigitizer()
 190 {
 191   //
 192   // AliTRDdigitizer destructor
 193   //
 194
 195   delete fDigitsManager;
 196   fDigitsManager      = 0;
 197
 198   // s-digitsmanager will be deleted via list
 199   fSDigitsManager     = 0;
 200   if (fSDigitsManagerList) {
 201     fSDigitsManagerList->Delete();
 202     delete fSDigitsManagerList;
 203   }
 204   fSDigitsManagerList = 0;
 205
 206   delete [] fMasks;
 207   fMasks       = 0;
 208
 209   delete fMcmSim;
 210   fMcmSim = 0;
 211
 212   delete fGeo;
 213   fGeo = 0;
 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::Digitize(const Option_t* 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(fDigInput->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 = fDigInput->GetNinputs();
 287   fMasks       = new Int_t[nInput];
 288   for (iInput = 0; iInput < nInput; iInput++) {
 289     fMasks[iInput] = fDigInput->GetMask(iInput);
 290   }
 291
 292   //
 293   // Initialization
 294   //
 295
 296   AliRunLoader *orl = AliRunLoader::GetRunLoader(fDigInput->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(fDigInput->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(fDigInput->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 //_____________________________________________________________________________
 554 Bool_t AliTRDdigitizer::MakeBranch(TTree *tree) const
 555 {
 556   //
 557   // Create the branches for the digits array
 558   //
 559
 560   return fDigitsManager->MakeBranch(tree);
 561
 562 }
 563
 564 //_____________________________________________________________________________
 565 void AliTRDdigitizer::AddSDigitsManager(AliTRDdigitsManager *man)
 566 {
 567   //
 568   // Add a digits manager for s-digits to the input list.
 569   //
 570
 571   fSDigitsManagerList->Add(man);
 572
 573 }
 574
 575 //_____________________________________________________________________________
 576 void AliTRDdigitizer::DeleteSDigitsManager()
 577 {
 578   //
 579   // Removes digits manager from the input list.
 580   //
 581
 582   fSDigitsManagerList->Delete();
 583
 584 }
 585
 586 //_____________________________________________________________________________
 587 Bool_t AliTRDdigitizer::MakeDigits()
 588 {
 589   //
 590   // Creates digits.
 591   //
 592
 593   AliDebug(1,"Start creating digits");
 594
 595   if (!fGeo) {
 596     AliError("No geometry defined");
 597     return kFALSE;
 598   }
 599
 600   AliTRDcalibDB *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
 601   if (!calibration) {
 602     AliFatal("Could not get calibration object");
 603     return kFALSE;
 604   }
 605
 606   const Int_t kNdet  = AliTRDgeometry::Ndet();
 607
 608   Float_t **hits = new Float_t*[kNdet];
 609   Int_t    *nhit = new Int_t[kNdet];
 610   memset(nhit,0,kNdet*sizeof(Int_t));
 611
 612   AliTRDarraySignal *signals = 0x0;
 613
 614   // Check the number of time bins from simParam against OCDB,
 615   // if OCDB value is not supposed to be used.
 616   // As default, the value from OCDB is taken
 617   if (AliTRDSimParam::Instance()->GetNTBoverwriteOCDB()) {
 618     if (calibration->GetNumberOfTimeBinsDCS() != AliTRDSimParam::Instance()->GetNTimeBins()) {
 619       AliWarning(Form("Number of time bins is different to OCDB value [SIM=%d, OCDB=%d]"
 620                      ,AliTRDSimParam::Instance()->GetNTimeBins()
 621                      ,calibration->GetNumberOfTimeBinsDCS()));
 622     }
 623     // Save the values for the raw data headers
 624     fDigitsManager->GetDigitsParam()->SetNTimeBinsAll(AliTRDSimParam::Instance()->GetNTimeBins());
 625   }
 626   else {
 627     // Get the OCDB values
 628     Int_t NTB=calibration->GetNumberOfTimeBinsDCS();
 629     if (NTB < 0) { // Currently -1 gets returned for "undefined" and "mixed",
 630                    // one might go back to -1 undefined and -2 mixed?
 631       AliError("No useful DCS information available for this run! Using standard values.");
 632       // We fall back to the standard OCDB object,
 633       // cache the current run number..
 634       Long64_t run = calibration->GetRun();
 635       calibration->SetRun(0);
 636       NTB=calibration->GetNumberOfTimeBinsDCS();
 637       // ..to set it again
 638       calibration->SetRun(run);
 639       // If there's no standard OCDB object, we can still fail
 640       if(NTB < 0){
 641         AliFatal("No standard object found in the OCDB!");
 642       }
 643     }
 644     // Save the values for the raw data headers
 645     fDigitsManager->GetDigitsParam()->SetNTimeBinsAll(NTB);
 646   }
 647
 648   // Save the values for the raw data headers
 649   fDigitsManager->GetDigitsParam()->SetADCbaselineAll(AliTRDSimParam::Instance()->GetADCbaseline());
 650
 651   // Sort all hits according to detector number
 652   if (!SortHits(hits,nhit)) {
 653     AliError("Sorting hits failed");
 654     delete [] hits;
 655     delete [] nhit;
 656     return kFALSE;
 657   }
 658
 659   // Loop through all detectors
 660   for (Int_t det = 0; det < kNdet; det++) {
 661
 662     // Detectors that are switched off, not installed, etc.
 663     if ((!calibration->IsChamberNoData(det))    &&
 664         ( fGeo->ChamberInGeometry(det))         &&
 665         (nhit[det] > 0)) {
 666
 667       signals = new AliTRDarraySignal();
 668
 669       // Convert the hits of the current detector to detector signals
 670       if (!ConvertHits(det,hits[det],nhit[det],signals)) {
 671         AliError(Form("Conversion of hits failed for detector=%d",det));
 672         delete [] hits;
 673         delete [] nhit;
 674         delete signals;
 675         signals = 0x0;
 676         return kFALSE;
 677       }
 678
 679       // Convert the detector signals to digits or s-digits
 680       if (!ConvertSignals(det,signals)) {
 681         AliError(Form("Conversion of signals failed for detector=%d",det));
 682         delete [] hits;
 683         delete [] nhit;
 684         delete signals;
 685         signals = 0x0;
 686         return kFALSE;
 687       }
 688
 689       // Delete the signals array
 690       delete signals;
 691       signals = 0x0;
 692
 693     } // if: detector status
 694
 695     delete [] hits[det];
 696
 697   } // for: detector
 698
 699   if (!fSDigits) {
 700     if (AliDataLoader *trklLoader
 701           = AliRunLoader::Instance()->GetLoader("TRDLoader")->GetDataLoader("tracklets")) {
 702       if (trklLoader->Tree())
 703         trklLoader->WriteData("OVERWRITE");
 704     }
 705   }
 706
 707   delete [] hits;
 708   delete [] nhit;
 709
 710   return kTRUE;
 711
 712 }
 713
 714 //_____________________________________________________________________________
 715 Bool_t AliTRDdigitizer::SortHits(Float_t **hits, Int_t *nhit)
 716 {
 717   //
 718   // Read all the hits and sorts them according to detector number
 719   // in the output array <hits>.
 720   //
 721
 722   AliDebug(1,"Start sorting hits");
 723
 724   const Int_t kNdet = AliTRDgeometry::Ndet();
 725   // Size of the hit vector
 726   const Int_t kNhit = 6;
 727
 728   Float_t *xyz      = 0;
 729   Int_t    nhitTrk  = 0;
 730
 731   Int_t   *lhit     = new Int_t[kNdet];
 732   memset(lhit,0,kNdet*sizeof(Int_t));
 733
 734   for (Int_t det = 0; det < kNdet; det++) {
 735     hits[det] = 0x0;
 736   }
 737
 738   AliLoader *gimme = fRunLoader->GetLoader("TRDLoader");
 739   if (!gimme->TreeH()) {
 740     gimme->LoadHits();
 741   }
 742   TTree *hitTree = gimme->TreeH();
 743   if (hitTree == 0x0) {
 744     AliError("Can not get TreeH");
 745     delete [] lhit;
 746     return kFALSE;
 747   }
 748   fTRD->SetTreeAddress();
 749
 750   // Get the number of entries in the hit tree
 751   // (Number of primary particles creating a hit somewhere)
 752   Int_t nTrk = (Int_t) hitTree->GetEntries();
 753   AliDebug(1,Form("Found %d tracks",nTrk));
 754
 755   // Loop through all the tracks in the tree
 756   for (Int_t iTrk = 0; iTrk < nTrk; iTrk++) {
 757
 758     gAlice->GetMCApp()->ResetHits();
 759     hitTree->GetEvent(iTrk);
 760
 761     if (!fTRD->Hits()) {
 762       AliError(Form("No hits array for track = %d",iTrk));
 763       continue;
 764     }
 765
 766     // Number of hits for this track
 767     nhitTrk = fTRD->Hits()->GetEntriesFast();
 768
 769     Int_t hitCnt = 0;
 770     // Loop through the TRD hits
 771     AliTRDhit *hit = (AliTRDhit *) fTRD->FirstHit(-1);
 772     while (hit) {
 773
 774       hitCnt++;
 775
 776       // Don't analyze test hits
 777       if (((Int_t) hit->GetCharge()) != 0) {
 778
 779         Int_t   trk  = hit->Track();
 780         Int_t   det  = hit->GetDetector();
 781         Int_t   q    = hit->GetCharge();
 782         Float_t x    = hit->X();
 783         Float_t y    = hit->Y();
 784         Float_t z    = hit->Z();
 785         Float_t time = hit->GetTime();
 786
 787         if (nhit[det] == lhit[det]) {
 788           // Inititialization of new detector
 789           xyz        = new Float_t[kNhit*(nhitTrk+lhit[det])];
 790           if (hits[det]) {
 791             memcpy(xyz,hits[det],sizeof(Float_t)*kNhit*lhit[det]);
 792             delete [] hits[det];
 793           }
 794           lhit[det] += nhitTrk;
 795           hits[det]  = xyz;
 796         }
 797         else {
 798           xyz        = hits[det];
 799         }
 800         xyz[nhit[det]*kNhit+0] = x;
 801         xyz[nhit[det]*kNhit+1] = y;
 802         xyz[nhit[det]*kNhit+2] = z;
 803         xyz[nhit[det]*kNhit+3] = q;
 804         xyz[nhit[det]*kNhit+4] = trk;
 805         xyz[nhit[det]*kNhit+5] = time;
 806         nhit[det]++;
 807
 808       } // if: charge != 0
 809
 810       hit = (AliTRDhit *) fTRD->NextHit();
 811
 812     } // for: hits of one track
 813
 814   } // for: tracks
 815
 816   delete [] lhit;
 817
 818   return kTRUE;
 819
 820 }
 821
 822 //_____________________________________________________________________________
 823 Bool_t AliTRDdigitizer::ConvertHits(Int_t det
 824                                   , const Float_t * const hits
 825                                   , Int_t nhit
 826                                   , AliTRDarraySignal *signals)
 827 {
 828   //
 829   // Converts the detectorwise sorted hits to detector signals
 830   //
 831
 832   AliDebug(1,Form("Start converting hits for detector=%d (nhits=%d)",det,nhit));
 833
 834   // Number of pads included in the pad response
 835   const Int_t kNpad      = 3;
 836   // Number of track dictionary arrays
 837   const Int_t kNdict     = AliTRDdigitsManager::kNDict;
 838   // Size of the hit vector
 839   const Int_t kNhit      = 6;
 840
 841   // Width of the amplification region
 842   const Float_t kAmWidth = AliTRDgeometry::AmThick();
 843   // Width of the drift region
 844   const Float_t kDrWidth = AliTRDgeometry::DrThick();
 845   // Drift + amplification region
 846   const Float_t kDrMin   =          - 0.5 * kAmWidth;
 847   const Float_t kDrMax   = kDrWidth + 0.5 * kAmWidth;
 848
 849   Int_t    iPad          = 0;
 850   Int_t    dict          = 0;
 851   Int_t    timeBinTRFend = 1;
 852
 853   Double_t pos[3];
 854   Double_t loc[3];
 855   Double_t padSignal[kNpad];
 856   Double_t signalOld[kNpad];
 857
 858   AliTRDarrayDictionary *dictionary[kNdict];
 859
 860   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
 861   AliTRDCommonParam *commonParam = AliTRDCommonParam::Instance();
 862   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
 863
 864   if (!commonParam) {
 865     AliFatal("Could not get common parameterss");
 866     return kFALSE;
 867   }
 868   if (!simParam) {
 869     AliFatal("Could not get simulation parameters");
 870     return kFALSE;
 871   }
 872   if (!calibration) {
 873     AliFatal("Could not get calibration object");
 874     return kFALSE;
 875   }
 876
 877   // Get the detector wise calibration objects
 878   AliTRDCalROC       *calVdriftROC      = 0;
 879   Float_t             calVdriftDetValue = 0.0;
 880   const AliTRDCalDet *calVdriftDet      = calibration->GetVdriftDet();
 881   AliTRDCalROC       *calT0ROC          = 0;
 882   Float_t             calT0DetValue     = 0.0;
 883   const AliTRDCalDet *calT0Det          = calibration->GetT0Det();
 884   Double_t            calExBDetValue    = 0.0;
 885   const AliTRDCalDet *calExBDet         = calibration->GetExBDet();
 886
 887   if (simParam->TRFOn()) {
 888     timeBinTRFend = ((Int_t) (simParam->GetTRFhi()
 889                   * commonParam->GetSamplingFrequency())) - 1;
 890   }
 891
 892   Int_t   nTimeTotal   = fDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(det);
 893   Float_t samplingRate = commonParam->GetSamplingFrequency();
 894   Float_t elAttachProp = simParam->GetElAttachProp() / 100.0;
 895
 896   AliTRDpadPlane *padPlane = fGeo->GetPadPlane(det);
 897   Int_t   layer   = fGeo->GetLayer(det);         //update
 898   Float_t row0    = padPlane->GetRow0ROC();
 899   Int_t   nRowMax = padPlane->GetNrows();
 900   Int_t   nColMax = padPlane->GetNcols();
 901
 902   // Create a new array for the signals
 903   signals->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
 904
 905   // Create a new array for the dictionary
 906   for (dict = 0; dict < kNdict; dict++) {
 907     dictionary[dict] = (AliTRDarrayDictionary *) fDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
 908     dictionary[dict]->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
 909   }
 910
 911   // Loop through the hits in this detector
 912   for (Int_t hit = 0; hit < nhit; hit++) {
 913
 914     pos[0]          = hits[hit*kNhit+0];
 915     pos[1]          = hits[hit*kNhit+1];
 916     pos[2]          = hits[hit*kNhit+2];
 917     Float_t q       = hits[hit*kNhit+3];
 918     Float_t hittime = hits[hit*kNhit+5];
 919     Int_t   track   = ((Int_t) hits[hit*kNhit+4]);
 920
 921     Int_t   inDrift = 1;
 922
 923     // Find the current volume with the geo manager
 924     gGeoManager->SetCurrentPoint(pos);
 925     gGeoManager->FindNode();
 926     if (strstr(gGeoManager->GetPath(),"/UK")) {
 927       inDrift = 0;
 928     }
 929
 930     // Get the calibration objects
 931     calVdriftROC      = calibration->GetVdriftROC(det);
 932     calVdriftDetValue = calVdriftDet->GetValue(det);
 933     calT0ROC          = calibration->GetT0ROC(det);
 934     calT0DetValue     = calT0Det->GetValue(det);
 935     calExBDetValue    = calExBDet->GetValue(det);
 936
 937     // Go to the local coordinate system:
 938     // loc[0] - col  direction in amplification or driftvolume
 939     // loc[1] - row  direction in amplification or driftvolume
 940     // loc[2] - time direction in amplification or driftvolume
 941     gGeoManager->MasterToLocal(pos,loc);
 942     if (inDrift) {
 943       // Relative to middle of amplification region
 944       loc[2] = loc[2] - kDrWidth/2.0 - kAmWidth/2.0;
 945     }
 946
 947     // The driftlength [cm] (w/o diffusion yet !).
 948     // It is negative if the hit is between pad plane and anode wires.
 949     Double_t driftlength = -1.0 * loc[2];
 950
 951     // Stupid patch to take care of TR photons that are absorbed
 952     // outside the chamber volume. A real fix would actually need
 953     // a more clever implementation of the TR hit generation
 954     if (q < 0.0) {
 955       if ((loc[1] < padPlane->GetRowEndROC()) ||
 956           (loc[1] > padPlane->GetRow0ROC())) {
 957         continue;
 958       }
 959       if ((driftlength < kDrMin) ||
 960           (driftlength > kDrMax)) {
 961         continue;
 962       }
 963     }
 964
 965     // Get row and col of unsmeared electron to retrieve drift velocity
 966     // The pad row (z-direction)
 967     Int_t    rowE         = padPlane->GetPadRowNumberROC(loc[1]);
 968     if (rowE < 0) {
 969       continue;
 970     }
 971     Double_t rowOffset    = padPlane->GetPadRowOffsetROC(rowE,loc[1]);
 972     // The pad column (rphi-direction)
 973     Double_t offsetTilt   = padPlane->GetTiltOffset(rowOffset);
 974     Int_t    colE         = padPlane->GetPadColNumber(loc[0]+offsetTilt);
 975     if (colE < 0) {
 976       continue;
 977     }
 978     Double_t colOffset    = 0.0;
 979
 980     // Normalized drift length
 981     Float_t  driftvelocity  = calVdriftDetValue * calVdriftROC->GetValue(colE,rowE);
 982     Double_t absdriftlength = TMath::Abs(driftlength);
 983     if (commonParam->ExBOn()) {
 984       absdriftlength /= TMath::Sqrt(1.0 / (1.0 + calExBDetValue*calExBDetValue));
 985     }
 986
 987     // Loop over all electrons of this hit
 988     // TR photons produce hits with negative charge
 989     Int_t nEl = ((Int_t) TMath::Abs(q));
 990     for (Int_t iEl = 0; iEl < nEl; iEl++) {
 991
 992       // Now the real local coordinate system of the ROC
 993       // column direction: locC
 994       // row direction:    locR
 995       // time direction:   locT
 996       // locR and locC are identical to the coordinates of the corresponding
 997       // volumina of the drift or amplification region.
 998       // locT is defined relative to the wire plane (i.e. middle of amplification
 999       // region), meaning locT = 0, and is negative for hits coming from the
1000       // drift region.
1001       Double_t locC = loc[0];
1002       Double_t locR = loc[1];
1003       Double_t locT = loc[2];
1004
1005       // Electron attachment
1006       if (simParam->ElAttachOn()) {
1007         if (gRandom->Rndm() < (absdriftlength * elAttachProp)) {
1008           continue;
1009         }
1010       }
1011
1012       // Apply the diffusion smearing
1013       if (simParam->DiffusionOn()) {
1014         if (!(Diffusion(driftvelocity,absdriftlength,calExBDetValue,locR,locC,locT))) {
1015           continue;
1016         }
1017       }
1018
1019       // Apply E x B effects (depends on drift direction)
1020       if (commonParam->ExBOn()) {
1021         locC = locC + calExBDetValue * driftlength;
1022       }
1023
1024       // The electron position after diffusion and ExB in pad coordinates.
1025       // The pad row (z-direction)
1026       rowE       = padPlane->GetPadRowNumberROC(locR);
1027       if (rowE < 0) continue;
1028       rowOffset  = padPlane->GetPadRowOffsetROC(rowE,locR);
1029
1030       // The pad column (rphi-direction)
1031       offsetTilt = padPlane->GetTiltOffset(rowOffset);
1032       colE       = padPlane->GetPadColNumber(locC+offsetTilt);
1033       if (colE < 0) continue;
1034       colOffset  = padPlane->GetPadColOffset(colE,locC+offsetTilt);
1035
1036       // Also re-retrieve drift velocity because col and row may have changed
1037       driftvelocity = calVdriftDetValue * calVdriftROC->GetValue(colE,rowE);
1038       Float_t t0    = calT0DetValue     + calT0ROC->GetValue(colE,rowE);
1039
1040       // Convert the position to drift time [mus], using either constant drift velocity or
1041       // time structure of drift cells (non-isochronity, GARFIELD calculation).
1042       // Also add absolute time of hits to take pile-up events into account properly
1043       Double_t drifttime;
1044       if (simParam->TimeStructOn()) {
1045         // Get z-position with respect to anode wire
1046         Double_t zz  =  row0 - locR + padPlane->GetAnodeWireOffset();
1047         zz -= ((Int_t)(2 * zz)) / 2.0;
1048         if (zz > 0.25) {
1049           zz  = 0.5 - zz;
1050         }
1051         // Use drift time map (GARFIELD)
1052         drifttime = commonParam->TimeStruct(driftvelocity,0.5*kAmWidth-1.0*locT,zz)
1053                   + hittime;
1054       }
1055       else {
1056         // Use constant drift velocity
1057         drifttime = TMath::Abs(locT) / driftvelocity
1058                   + hittime;
1059       }
1060
1061       // Apply the gas gain including fluctuations
1062       Double_t ggRndm = 0.0;
1063       do {
1064         ggRndm = gRandom->Rndm();
1065       } while (ggRndm <= 0);
1066       Double_t signal = -(simParam->GetGasGain()) * TMath::Log(ggRndm);
1067
1068       // Apply the pad response
1069       if (simParam->PRFOn()) {
1070         // The distance of the electron to the center of the pad
1071         // in units of pad width
1072         Double_t dist = (colOffset - 0.5*padPlane->GetColSize(colE))
1073                       / padPlane->GetColSize(colE);
1074         // This is a fixed parametrization, i.e. not dependent on
1075         // calibration values !
1076         if (!(calibration->PadResponse(signal,dist,layer,padSignal))) continue;
1077       }
1078       else {
1079         padSignal[0] = 0.0;
1080         padSignal[1] = signal;
1081         padSignal[2] = 0.0;
1082       }
1083
1084       // The time bin (always positive), with t0 distortion
1085       Double_t timeBinIdeal = drifttime * samplingRate + t0;
1086       // Protection
1087       if (TMath::Abs(timeBinIdeal) > 2*nTimeTotal) {
1088         timeBinIdeal = 2 * nTimeTotal;
1089       }
1090       Int_t    timeBinTruncated = ((Int_t) timeBinIdeal);
1091       // The distance of the position to the middle of the timebin
1092       Double_t timeOffset       = ((Float_t) timeBinTruncated
1093                                 + 0.5 - timeBinIdeal) / samplingRate;
1094
1095       // Sample the time response inside the drift region
1096       // + additional time bins before and after.
1097       // The sampling is done always in the middle of the time bin
1098       for (Int_t iTimeBin = TMath::Max(timeBinTruncated,0)
1099           ;iTimeBin < TMath::Min(timeBinTruncated+timeBinTRFend,nTimeTotal)
1100           ;iTimeBin++) {
1101
1102         // Apply the time response
1103         Double_t timeResponse = 1.0;
1104         Double_t crossTalk    = 0.0;
1105         Double_t time         = (iTimeBin - timeBinTruncated) / samplingRate + timeOffset;
1106
1107         if (simParam->TRFOn()) {
1108           timeResponse = simParam->TimeResponse(time);
1109         }
1110         if (simParam->CTOn()) {
1111           crossTalk    = simParam->CrossTalk(time);
1112         }
1113
1114         signalOld[0] = 0.0;
1115         signalOld[1] = 0.0;
1116         signalOld[2] = 0.0;
1117
1118         for (iPad = 0; iPad < kNpad; iPad++) {
1119
1120           Int_t colPos = colE + iPad - 1;
1121           if (colPos <        0) continue;
1122           if (colPos >= nColMax) break;
1123
1124           // Add the signals
1125           signalOld[iPad] = signals->GetData(rowE,colPos,iTimeBin);
1126
1127           if (colPos != colE) {
1128             // Cross talk added to non-central pads
1129             signalOld[iPad] += padSignal[iPad]
1130                              * (timeResponse + crossTalk);
1131           }
1132           else {
1133             // W/o cross talk at central pad
1134             signalOld[iPad] += padSignal[iPad]
1135                              * timeResponse;
1136           }
1137
1138           signals->SetData(rowE,colPos,iTimeBin,signalOld[iPad]);
1139
1140           // Store the track index in the dictionary
1141           // Note: We store index+1 in order to allow the array to be compressed
1142           // Note2: Taking out the +1 in track
1143           if (signalOld[iPad] > 0.0) {
1144             for (dict = 0; dict < kNdict; dict++) {
1145               Int_t oldTrack = dictionary[dict]->GetData(rowE,colPos,iTimeBin);
1146               if (oldTrack == track) break;
1147               if (oldTrack ==  -1 ) {
1148                 dictionary[dict]->SetData(rowE,colPos,iTimeBin,track);
1149                 break;
1150               }
1151             }
1152           }
1153
1154         } // Loop: pads
1155
1156       } // Loop: time bins
1157
1158     } // Loop: electrons of a single hit
1159
1160   } // Loop: hits
1161
1162   AliDebug(2,Form("Finished analyzing %d hits",nhit));
1163
1164   return kTRUE;
1165
1166 }
1167
1168 //_____________________________________________________________________________
1169 Bool_t AliTRDdigitizer::ConvertSignals(Int_t det, AliTRDarraySignal *signals)
1170 {
1171   //
1172   // Convert signals to digits
1173   //
1174
1175   AliDebug(1,Form("Start converting the signals for detector %d",det));
1176
1177   if (fSDigits) {
1178     // Convert the signal array to s-digits
1179     if (!Signal2SDigits(det,signals)) {
1180       return kFALSE;
1181     }
1182   }
1183   else {
1184     // Convert the signal array to digits
1185     if (!Signal2ADC(det,signals)) {
1186       return kFALSE;
1187     }
1188     // Run digital processing for digits
1189     RunDigitalProcessing(det);
1190   }
1191
1192   // Compress the arrays
1193   CompressOutputArrays(det);
1194
1195   return kTRUE;
1196
1197 }
1198
1199 //_____________________________________________________________________________
1200 Bool_t AliTRDdigitizer::Signal2ADC(Int_t det, AliTRDarraySignal *signals)
1201 {
1202   //
1203   // Converts the sampled electron signals to ADC values for a given chamber
1204   //
1205
1206   AliDebug(1,Form("Start converting signals to ADC values for detector=%d",det));
1207
1208   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1209   if (!calibration) {
1210     AliFatal("Could not get calibration object");
1211     return kFALSE;
1212   }
1213
1214   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
1215   if (!simParam) {
1216     AliFatal("Could not get simulation parameters");
1217     return kFALSE;
1218   }
1219
1220   // Converts number of electrons to fC
1221   const Double_t kEl2fC = 1.602e-19 * 1.0e15;
1222
1223   // Coupling factor
1224   Double_t coupling     = simParam->GetPadCoupling()
1225                         * simParam->GetTimeCoupling();
1226   // Electronics conversion factor
1227   Double_t convert      = kEl2fC
1228                         * simParam->GetChipGain();
1229   // ADC conversion factor
1230   Double_t adcConvert   = simParam->GetADCoutRange()
1231                         / simParam->GetADCinRange();
1232   // The electronics baseline in mV
1233   Double_t baseline     = simParam->GetADCbaseline()
1234                         / adcConvert;
1235   // The electronics baseline in electrons
1236   Double_t baselineEl   = baseline
1237                         / convert;
1238
1239   Int_t row  = 0;
1240   Int_t col  = 0;
1241   Int_t time = 0;
1242
1243   Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1244   Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1245   Int_t nTimeTotal = fDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(det);
1246   if (fSDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(det)) {
1247     nTimeTotal = fSDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(det);
1248   }
1249   else {
1250     AliFatal("Could not get number of time bins");
1251     return kFALSE;
1252   }
1253
1254   // The gain factor calibration objects
1255   const AliTRDCalDet *calGainFactorDet      = calibration->GetGainFactorDet();
1256   AliTRDCalROC       *calGainFactorROC      = 0x0;
1257   Float_t             calGainFactorDetValue = 0.0;
1258
1259   AliTRDarrayADC     *digits                = 0x0;
1260
1261   if (!signals) {
1262     AliError(Form("Signals array for detector %d does not exist\n",det));
1263     return kFALSE;
1264   }
1265   if (signals->HasData()) {
1266     // Expand the container if neccessary
1267     signals->Expand();
1268   }
1269   else {
1270     // Create missing containers
1271     signals->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1272   }
1273
1274   // Get the container for the digits of this detector
1275   if (fDigitsManager->HasSDigits()) {
1276     AliError("Digits manager has s-digits");
1277     return kFALSE;
1278   }
1279
1280   digits = (AliTRDarrayADC *) fDigitsManager->GetDigits(det);
1281   // Allocate memory space for the digits buffer
1282   if (!digits->HasData()) {
1283     digits->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1284   }
1285
1286   // Get the calibration objects
1287   calGainFactorROC      = calibration->GetGainFactorROC(det);
1288   calGainFactorDetValue = calGainFactorDet->GetValue(det);
1289
1290   // Create the digits for this chamber
1291   for (row  = 0; row  <  nRowMax; row++ ) {
1292     for (col  = 0; col  <  nColMax; col++ ) {
1293
1294       // halfchamber masking
1295       Int_t iMcm            = (Int_t)(col/18); // current group of 18 col pads
1296       Int_t halfchamberside = (iMcm>3 ? 1 : 0); // 0=Aside, 1=Bside
1297       // Halfchambers that are switched off, masked by calibration
1298       if (calibration->IsHalfChamberNoData(det, halfchamberside))
1299         continue;
1300
1301       // Check whether pad is masked
1302       // Bridged pads are not considered yet!!!
1303       if (calibration->IsPadMasked(det,col,row) ||
1304           calibration->IsPadNotConnected(det,col,row)) {
1305         continue;
1306       }
1307
1308       // The gain factors
1309       Float_t padgain    = calGainFactorDetValue
1310                          * calGainFactorROC->GetValue(col,row);
1311       if (padgain <= 0) {
1312         AliError(Form("Not a valid gain %f, %d %d %d",padgain,det,col,row));
1313       }
1314
1315       for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {
1316
1317         // Get the signal amplitude
1318         Float_t signalAmp = signals->GetData(row,col,time);
1319         // Pad and time coupling
1320         signalAmp *= coupling;
1321         // Gain factors
1322         signalAmp *= padgain;
1323
1324         // Add the noise, starting from minus ADC baseline in electrons
1325         signalAmp  = TMath::Max((Double_t) gRandom->Gaus(signalAmp,simParam->GetNoise())
1326                                ,-baselineEl);
1327
1328         // Convert to mV
1329         signalAmp *= convert;
1330         // Add ADC baseline in mV
1331         signalAmp += baseline;
1332
1333         // Convert to ADC counts. Set the overflow-bit fADCoutRange if the
1334         // signal is larger than fADCinRange
1335         Short_t adc  = 0;
1336         if (signalAmp >= simParam->GetADCinRange()) {
1337           adc = ((Short_t) simParam->GetADCoutRange());
1338         }
1339         else {
1340           adc = TMath::Nint(signalAmp * adcConvert);
1341         }
1342
1343         // Saving all digits
1344         digits->SetData(row,col,time,adc);
1345
1346       } // for: time
1347
1348     } // for: col
1349   } // for: row
1350
1351   return kTRUE;
1352
1353 }
1354
1355 //_____________________________________________________________________________
1356 Bool_t AliTRDdigitizer::Signal2SDigits(Int_t det, AliTRDarraySignal *signals)
1357 {
1358   //
1359   // Converts the sampled electron signals to s-digits
1360   //
1361
1362   AliDebug(1,Form("Start converting signals to s-digits for detector=%d",det));
1363
1364   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1365   if (!calibration) {
1366     AliFatal("Could not get calibration object");
1367     return kFALSE;
1368   }
1369
1370   Int_t row  = 0;
1371   Int_t col  = 0;
1372   Int_t time = 0;
1373
1374   Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1375   Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1376   Int_t nTimeTotal = fDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(det);
1377
1378   // Get the container for the digits of this detector
1379   if (!fDigitsManager->HasSDigits()) {
1380     AliError("Digits manager has no s-digits");
1381     return kFALSE;
1382   }
1383
1384   AliTRDarraySignal *digits = (AliTRDarraySignal *) fDigitsManager->GetSDigits(det);
1385   // Allocate memory space for the digits buffer
1386   if (!digits->HasData()) {
1387     digits->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1388   }
1389
1390   // Create the sdigits for this chamber
1391   for (row  = 0; row  <  nRowMax; row++ ) {
1392     for (col  = 0; col  <  nColMax; col++ ) {
1393
1394       // halfchamber masking
1395       Int_t iMcm            = (Int_t)(col/18); // current group of 18 col pads
1396       Int_t halfchamberside = (iMcm>3 ? 1 : 0); // 0=Aside, 1=Bside
1397       // Halfchambers that are switched off, masked by calibration
1398       if (calibration->IsHalfChamberNoData(det, halfchamberside))
1399         continue;
1400
1401       for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {
1402         digits->SetData(row,col,time,signals->GetData(row,col,time));
1403       } // for: time
1404     } // for: col
1405   } // for: row
1406
1407   return kTRUE;
1408
1409 }
1410
1411 //_____________________________________________________________________________
1412 Bool_t AliTRDdigitizer::Digits2SDigits(AliTRDdigitsManager * const manDig
1413                                      , AliTRDdigitsManager * const manSDig)
1414 {
1415   //
1416   // Converts digits into s-digits. Needed for embedding into real data.
1417   //
1418
1419   AliDebug(1,"Start converting digits to s-digits");
1420
1421   if (!fGeo) {
1422     fGeo = new AliTRDgeometry();
1423   }
1424
1425   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1426   if (!calibration) {
1427     AliFatal("Could not get calibration object");
1428     return kFALSE;
1429   }
1430
1431   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
1432   if (!simParam) {
1433     AliFatal("Could not get simulation parameters");
1434     return kFALSE;
1435   }
1436
1437   // Converts number of electrons to fC
1438   const Double_t kEl2fC = 1.602e-19 * 1.0e15;
1439
1440   // Coupling factor
1441   Double_t coupling     = simParam->GetPadCoupling()
1442                         * simParam->GetTimeCoupling();
1443   // Electronics conversion factor
1444   Double_t convert      = kEl2fC
1445                         * simParam->GetChipGain();
1446   // ADC conversion factor
1447   Double_t adcConvert   = simParam->GetADCoutRange()
1448                         / simParam->GetADCinRange();
1449   // The electronics baseline in mV
1450   Double_t baseline     = simParam->GetADCbaseline()
1451                         / adcConvert;
1452   // The electronics baseline in electrons
1453   //Double_t baselineEl   = baseline
1454   //                      / convert;
1455
1456   // The gainfactor calibration objects
1457   // Not used since these digits are supposed to be from real raw data
1458   //const AliTRDCalDet *calGainFactorDet      = calibration->GetGainFactorDet();
1459   //AliTRDCalROC       *calGainFactorROC      = 0;
1460   //Float_t             calGainFactorDetValue = 0.0;
1461
1462   Int_t row  = 0;
1463   Int_t col  = 0;
1464   Int_t time = 0;
1465
1466   for (Int_t det = 0; det < AliTRDgeometry::Ndet(); det++) {
1467
1468     Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1469     Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1470     Int_t nTimeTotal = manDig->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(det);
1471
1472     // Get the calibration objects
1473     //calGainFactorROC      = calibration->GetGainFactorROC(det);
1474     //calGainFactorDetValue = calGainFactorDet->GetValue(det);
1475
1476     // Get the digits
1477     AliTRDarrayADC *digits = (AliTRDarrayADC *) manDig->GetDigits(det);
1478
1479     if (!manSDig->HasSDigits()) {
1480       AliError("SDigits manager has no s-digits");
1481       return kFALSE;
1482     }
1483     // Get the s-digits
1484     AliTRDarraySignal     *sdigits = (AliTRDarraySignal *)     manSDig->GetSDigits(det);
1485     AliTRDarrayDictionary *tracks0 = (AliTRDarrayDictionary *) manSDig->GetDictionary(det,0);
1486     AliTRDarrayDictionary *tracks1 = (AliTRDarrayDictionary *) manSDig->GetDictionary(det,1);
1487     AliTRDarrayDictionary *tracks2 = (AliTRDarrayDictionary *) manSDig->GetDictionary(det,2);
1488     // Allocate memory space for the digits buffer
1489     sdigits->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1490     tracks0->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1491     tracks1->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1492     tracks2->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1493
1494     // Keep the digits param
1495     manSDig->GetDigitsParam()->SetNTimeBinsAll(manDig->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(0));
1496     manSDig->GetDigitsParam()->SetADCbaselineAll(manDig->GetDigitsParam()->GetADCbaseline(0));
1497
1498     if (digits->HasData()) {
1499
1500       digits->Expand();
1501
1502       // Create the sdigits for this chamber
1503       for (row  = 0; row  <  nRowMax; row++ ) {
1504         for (col  = 0; col  <  nColMax; col++ ) {
1505
1506           // The gain factors
1507           //Float_t padgain = calGainFactorDetValue
1508           //                * calGainFactorROC->GetValue(col,row);
1509
1510           for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {
1511
1512             Short_t  adcVal = digits->GetData(row,col,time);
1513             Double_t signal = (Double_t) adcVal;
1514             // ADC -> signal in mV
1515             signal /= adcConvert;
1516             // Subtract baseline in mV
1517             signal -= baseline;
1518             // Signal in mV -> signal in #electrons
1519             signal /= convert;
1520             // Gain factor
1521             //signal /= padgain; // Not needed for real data
1522             // Pad and time coupling
1523             signal /= coupling;
1524
1525             sdigits->SetData(row,col,time,signal);
1526             tracks0->SetData(row,col,time,0);
1527             tracks1->SetData(row,col,time,0);
1528             tracks2->SetData(row,col,time,0);
1529
1530           } // for: time
1531
1532         } // for: col
1533       } // for: row
1534
1535     } // if: has data
1536
1537     sdigits->Compress(0);
1538     tracks0->Compress();
1539     tracks1->Compress();
1540     tracks2->Compress();
1541
1542     // No compress just remove
1543     manDig->RemoveDigits(det);
1544     manDig->RemoveDictionaries(det);
1545
1546   } // for: det
1547
1548   return kTRUE;
1549
1550 }
1551
1552 //_____________________________________________________________________________
1553 Bool_t AliTRDdigitizer::SDigits2Digits()
1554 {
1555   //
1556   // Merges the input s-digits and converts them to normal digits
1557   //
1558
1559   if (!MergeSDigits()) {
1560     return kFALSE;
1561   }
1562
1563   return ConvertSDigits();
1564
1565 }
1566
1567 //_____________________________________________________________________________
1568 Bool_t AliTRDdigitizer::MergeSDigits()
1569 {
1570   //
1571   // Merges the input s-digits:
1572   //   - The amplitude of the different inputs are summed up.
1573   //   - Of the track IDs from the input dictionaries only one is
1574   //     kept for each input. This works for maximal 3 different merged inputs.
1575   //
1576
1577   // Number of track dictionary arrays
1578   const Int_t kNDict = AliTRDdigitsManager::kNDict;
1579
1580   AliTRDSimParam    *simParam    = AliTRDSimParam::Instance();
1581   if (!simParam) {
1582     AliFatal("Could not get simulation parameters");
1583     return kFALSE;
1584   }
1585
1586   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1587   if (!calibration) {
1588     AliFatal("Could not get calibration object");
1589     return kFALSE;
1590   }
1591
1592   Int_t iDict = 0;
1593   Int_t jDict = 0;
1594
1595   AliTRDarraySignal     *digitsA;
1596   AliTRDarraySignal     *digitsB;
1597   AliTRDarrayDictionary *dictionaryA[kNDict];
1598   AliTRDarrayDictionary *dictionaryB[kNDict];
1599
1600   AliTRDdigitsManager   *mergeSDigitsManager = 0x0;
1601   // Get the first s-digits
1602   fSDigitsManager = (AliTRDdigitsManager *) fSDigitsManagerList->First();
1603   if (!fSDigitsManager) {
1604     AliError("No SDigits manager");
1605     return kFALSE;
1606   }
1607
1608   // Loop through the other sets of s-digits
1609   mergeSDigitsManager = (AliTRDdigitsManager *) fSDigitsManagerList->After(fSDigitsManager);
1610
1611   if (mergeSDigitsManager) {
1612     AliDebug(1,Form("Merge %d input files.",fSDigitsManagerList->GetSize()));
1613   }
1614   else {
1615     AliDebug(1,"Only one input file.");
1616   }
1617
1618   Int_t iMerge = 0;
1619
1620   while (mergeSDigitsManager) {
1621
1622     iMerge++;
1623
1624     // Loop through the detectors
1625     for (Int_t iDet = 0; iDet < AliTRDgeometry::Ndet(); iDet++) {
1626
1627       Int_t nTimeTotal = fSDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(iDet);
1628       if (mergeSDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(iDet) != nTimeTotal) {
1629         AliError(Form("Mismatch in the number of time bins [%d,%d] in detector %d"
1630                      ,nTimeTotal
1631                      ,mergeSDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(iDet)
1632                      ,iDet));
1633         return kFALSE;
1634       }
1635
1636       Int_t nRowMax = fGeo->GetPadPlane(iDet)->GetNrows();
1637       Int_t nColMax = fGeo->GetPadPlane(iDet)->GetNcols();
1638
1639       // Loop through the pixels of one detector and add the signals
1640       digitsA = (AliTRDarraySignal *) fSDigitsManager->GetSDigits(iDet);
1641       digitsB = (AliTRDarraySignal *) mergeSDigitsManager->GetSDigits(iDet);
1642       digitsA->Expand();
1643       if (!digitsA->HasData()) continue;
1644       digitsB->Expand();
1645       if (!digitsB->HasData()) continue;
1646
1647       for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1648         dictionaryA[iDict] = (AliTRDarrayDictionary *) fSDigitsManager->GetDictionary(iDet,iDict);
1649         dictionaryB[iDict] = (AliTRDarrayDictionary *) mergeSDigitsManager->GetDictionary(iDet,iDict);
1650         dictionaryA[iDict]->Expand();
1651         dictionaryB[iDict]->Expand();
1652       }
1653
1654       // Merge only detectors that contain a signal
1655       Bool_t doMerge = kTRUE;
1656       if (fMergeSignalOnly) {
1657         if (digitsA->GetOverThreshold(0) == 0) {
1658           doMerge = kFALSE;
1659         }
1660       }
1661
1662       if (doMerge) {
1663
1664         AliDebug(1,Form("Merge detector %d of input no.%d",iDet,iMerge+1));
1665
1666         for (Int_t iRow  = 0; iRow  <  nRowMax;   iRow++ ) {
1667           for (Int_t iCol  = 0; iCol  <  nColMax;   iCol++ ) {
1668             for (Int_t iTime = 0; iTime < nTimeTotal; iTime++) {
1669
1670               // Add the amplitudes of the summable digits
1671               Float_t ampA = digitsA->GetData(iRow,iCol,iTime);
1672               Float_t ampB = digitsB->GetData(iRow,iCol,iTime);
1673               ampA += ampB;
1674               digitsA->SetData(iRow,iCol,iTime,ampA);
1675
1676               // Add the mask to the track id if defined.
1677               for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1678                 Int_t trackB = dictionaryB[iDict]->GetData(iRow,iCol,iTime);
1679                 if ((fMasks) && (trackB > 0))  {
1680                   for (jDict = 0; jDict < kNDict; jDict++) {
1681                     Int_t trackA = dictionaryA[iDict]->GetData(iRow,iCol,iTime);
1682                     if (trackA == 0) {
1683                       trackA = trackB + fMasks[iMerge];
1684                       dictionaryA[iDict]->SetData(iRow,iCol,iTime,trackA);
1685                     } // if:  track A == 0
1686                   } // for: jDict
1687                 } // if:  fMasks and trackB > 0
1688               } // for: iDict
1689
1690             } // for: iTime
1691           } // for: iCol
1692         } // for: iRow
1693
1694       } // if:  doMerge
1695
1696       mergeSDigitsManager->RemoveDigits(iDet);
1697       mergeSDigitsManager->RemoveDictionaries(iDet);
1698
1699       if (fCompress) {
1700         digitsA->Compress(0);
1701         for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1702           dictionaryA[iDict]->Compress();
1703         }
1704       }
1705
1706     } // for: detectors
1707
1708     // The next set of s-digits
1709     mergeSDigitsManager = (AliTRDdigitsManager *) fSDigitsManagerList->After(mergeSDigitsManager);
1710
1711   } // while: mergeDigitsManagers
1712
1713   return kTRUE;
1714
1715 }
1716
1717 //_____________________________________________________________________________
1718 Bool_t AliTRDdigitizer::ConvertSDigits()
1719 {
1720   //
1721   // Converts s-digits to normal digits
1722   //
1723
1724   AliTRDarraySignal *digitsIn = 0x0;
1725
1726   if (!fSDigitsManager->HasSDigits()) {
1727     AliError("No s-digits in digits manager");
1728     return kFALSE;
1729   }
1730
1731   // Loop through the detectors
1732   for (Int_t det = 0; det < AliTRDgeometry::Ndet(); det++) {
1733
1734     // Get the merged s-digits (signals)
1735     digitsIn = (AliTRDarraySignal *) fSDigitsManager->GetSDigits(det);
1736     if (!digitsIn->HasData()) {
1737       AliDebug(2,Form("No digits for det=%d",det));
1738       continue;
1739     }
1740
1741     // Convert the merged sdigits to digits
1742     if (!Signal2ADC(det,digitsIn)) {
1743       continue;
1744     }
1745
1746     // Copy the dictionary information to the output array
1747     if (!CopyDictionary(det)) {
1748       continue;
1749     }
1750
1751     // Delete
1752     fSDigitsManager->RemoveDigits(det);
1753     fSDigitsManager->RemoveDictionaries(det);
1754
1755     // Run digital processing
1756     RunDigitalProcessing(det);
1757
1758     // Compress the arrays
1759     CompressOutputArrays(det);
1760
1761   } // for: detector numbers
1762
1763   if (AliDataLoader *trklLoader = AliRunLoader::Instance()->GetLoader("TRDLoader")->GetDataLoader("tracklets")) {
1764     if (trklLoader->Tree())
1765       trklLoader->WriteData("OVERWRITE");
1766   }
1767
1768   // Save the values for the raw data headers
1769   if (AliTRDSimParam::Instance()->GetNTBoverwriteOCDB()) {
1770     fDigitsManager->GetDigitsParam()->SetNTimeBinsAll(AliTRDSimParam::Instance()->GetNTimeBins());
1771   }
1772   else {
1773     fDigitsManager->GetDigitsParam()->SetNTimeBinsAll(AliTRDcalibDB::Instance()->GetNumberOfTimeBinsDCS());
1774   }
1775   fDigitsManager->GetDigitsParam()->SetADCbaselineAll(AliTRDSimParam::Instance()->GetADCbaseline());
1776
1777   return kTRUE;
1778
1779 }
1780
1781 //_____________________________________________________________________________
1782 Bool_t AliTRDdigitizer::CopyDictionary(Int_t det)
1783 {
1784   //
1785   // Copies the dictionary information from the s-digits arrays
1786   // to the output arrays
1787   //
1788
1789   AliTRDcalibDB     *calibration = AliTRDcalibDB::Instance();
1790   if (!calibration) {
1791     AliFatal("Could not get calibration object");
1792     return kFALSE;
1793   }
1794
1795   AliDebug(1,Form("Start copying dictionaries for detector=%d",det));
1796
1797   const Int_t kNDict = AliTRDdigitsManager::kNDict;
1798   AliTRDarrayDictionary *dictionaryIn[kNDict];
1799   AliTRDarrayDictionary *dictionaryOut[kNDict];
1800
1801   Int_t nRowMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNrows();
1802   Int_t nColMax    = fGeo->GetPadPlane(det)->GetNcols();
1803   Int_t nTimeTotal = fSDigitsManager->GetDigitsParam()->GetNTimeBins(det);
1804
1805   Int_t row  = 0;
1806   Int_t col  = 0;
1807   Int_t time = 0;
1808   Int_t dict = 0;
1809
1810   for (dict = 0; dict < kNDict; dict++) {
1811
1812     dictionaryIn[dict]  = (AliTRDarrayDictionary *) fSDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
1813     dictionaryIn[dict]->Expand();
1814     dictionaryOut[dict] = (AliTRDarrayDictionary *) fDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
1815     dictionaryOut[dict]->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1816
1817     for (row = 0; row < nRowMax; row++) {
1818       for (col = 0; col < nColMax; col++) {
1819         for (time = 0; time < nTimeTotal; time++) {
1820           Int_t track = dictionaryIn[dict]->GetData(row,col,time);
1821           dictionaryOut[dict]->SetData(row,col,time,track);
1822         } // for: time
1823       } // for: col
1824     } // for: row
1825
1826   } // for: dictionaries
1827
1828   return kTRUE;
1829
1830 }
1831
1832 //_____________________________________________________________________________
1833 void AliTRDdigitizer::CompressOutputArrays(Int_t det)
1834 {
1835   //
1836   // Compress the output arrays
1837   //
1838
1839   const Int_t kNDict = AliTRDdigitsManager::kNDict;
1840   AliTRDarrayDictionary *dictionary = 0x0;
1841
1842   if (fCompress) {
1843
1844     if (!fSDigits) {
1845       AliTRDarrayADC *digits = 0x0;
1846       digits = (AliTRDarrayADC *) fDigitsManager->GetDigits(det);
1847       digits->Compress();
1848     }
1849
1850     if (fSDigits) {
1851       AliTRDarraySignal *digits = 0x0;
1852       digits = (AliTRDarraySignal *) fDigitsManager->GetSDigits(det);
1853       digits->Compress(0);
1854     }
1855
1856     for (Int_t dict = 0; dict < kNDict; dict++) {
1857       dictionary = (AliTRDarrayDictionary *) fDigitsManager->GetDictionary(det,dict);
1858       dictionary->Compress();
1859     }
1860
1861   }
1862
1863 }
1864
1865 //_____________________________________________________________________________
1866 Bool_t AliTRDdigitizer::WriteDigits() const
1867 {
1868   //
1869   // Writes out the TRD-digits and the dictionaries
1870   //
1871
1872   // Write parameters
1873   fRunLoader->CdGAFile();
1874
1875   // Store the digits and the dictionary in the tree
1876   return fDigitsManager->WriteDigits();
1877
1878 }
1879
1880 //_____________________________________________________________________________
1881 void AliTRDdigitizer::InitOutput(Int_t iEvent)
1882 {
1883   //
1884   // Initializes the output branches
1885   //
1886
1887   fEvent = iEvent;
1888
1889   if (!fRunLoader) {
1890     AliError("Run Loader is NULL");
1891     return;
1892   }
1893
1894   AliLoader *loader = fRunLoader->GetLoader("TRDLoader");
1895   if (!loader) {
1896     AliError("Can not get TRD loader from Run Loader");
1897     return;
1898   }
1899
1900   TTree *tree = 0;
1901
1902   if (fSDigits) {
1903     // If we produce SDigits
1904     tree = loader->TreeS();
1905     if (!tree) {
1906       loader->MakeTree("S");
1907       tree = loader->TreeS();
1908     }
1909   }
1910   else {
1911     // If we produce Digits
1912     tree = loader->TreeD();
1913     if (!tree) {
1914       loader->MakeTree("D");
1915       tree = loader->TreeD();
1916     }
1917   }
1918   fDigitsManager->SetEvent(iEvent);
1919   fDigitsManager->MakeBranch(tree);
1920
1921 }
1922
1923 //_____________________________________________________________________________
1924 Int_t AliTRDdigitizer::Diffusion(Float_t vdrift, Double_t absdriftlength
1925                                , Double_t exbvalue
1926                                , Double_t &lRow, Double_t &lCol, Double_t &lTime)
1927 {
1928   //
1929   // Applies the diffusion smearing to the position of a single electron.
1930   // Depends on absolute drift length.
1931   //
1932
1933   Float_t diffL = 0.0;
1934   Float_t diffT = 0.0;
1935
1936   if (AliTRDCommonParam::Instance()->GetDiffCoeff(diffL,diffT,vdrift)) {
1937
1938     Float_t driftSqrt = TMath::Sqrt(absdriftlength);
1939     Float_t sigmaT    = driftSqrt * diffT;
1940     Float_t sigmaL    = driftSqrt * diffL;
1941     lRow  = gRandom->Gaus(lRow ,sigmaT);
1942     if (AliTRDCommonParam::Instance()->ExBOn()) {
1943       lCol  = gRandom->Gaus(lCol ,sigmaT * 1.0 / (1.0 + exbvalue*exbvalue));
1944       lTime = gRandom->Gaus(lTime,sigmaL * 1.0 / (1.0 + exbvalue*exbvalue));
1945     }
1946     else {
1947       lCol  = gRandom->Gaus(lCol ,sigmaT);
1948       lTime = gRandom->Gaus(lTime,sigmaL);
1949     }
1950
1951     return 1;
1952
1953   }
1954   else {
1955
1956     return 0;
1957
1958   }
1959
1960 }
1961
1962 //_____________________________________________________________________________
1963 void AliTRDdigitizer::RunDigitalProcessing(Int_t det)
1964 {
1965   //
1966   // Run the digital processing in the TRAP
1967   //
1968
1969   AliTRDfeeParam *feeParam = AliTRDfeeParam::Instance();
1970
1971   AliTRDarrayADC *digits = fDigitsManager->GetDigits(det);
1972   if (!digits)
1973     return;
1974
1975   //Call the methods in the mcm class using the temporary array as input
1976   // process the data in the same order as in hardware
1977   for (Int_t side = 0; side <= 1; side++) {
1978     for(Int_t rob = side; rob < digits->GetNrow() / 2; rob += 2) {
1979       for(Int_t mcm = 0; mcm < 16; mcm++) {
1980         fMcmSim->Init(det, rob, mcm);
1981         fMcmSim->SetDataByPad(digits, fDigitsManager);
1982         fMcmSim->Filter();
1983         if (feeParam->GetTracklet()) {
1984           fMcmSim->Tracklet();
1985           fMcmSim->StoreTracklets();
1986         }
1987         fMcmSim->ZSMapping();
1988         fMcmSim->WriteData(digits);
1989       }
1990     }
1991   }
1992 }
1993