TRD/AliTRDmcmSim.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 //  TRD MCM (Multi Chip Module) simulator                                    //
  21 //  which simulates the TRAP processing after the AD-conversion.             //
  22 //  The relevant parameters (i.e. configuration settings of the TRAP)        //
  23 //  are taken from AliTRDtrapConfig.                                         //
  24 //                                                                           //
  25 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  26
  27 #include <iostream>
  28 #include <iomanip>
  29
  30 #include "TCanvas.h"
  31 #include "TH1F.h"
  32 #include "TH2F.h"
  33 #include "TGraph.h"
  34 #include "TLine.h"
  35 #include "TRandom.h"
  36 #include "TClonesArray.h"
  37 #include "TMath.h"
  38 #include <TTree.h>
  39
  40 #include "AliLog.h"
  41 #include "AliRunLoader.h"
  42 #include "AliLoader.h"
  43
  44 #include "AliTRDfeeParam.h"
  45 #include "AliTRDtrapConfig.h"
  46 #include "AliTRDdigitsManager.h"
  47 #include "AliTRDarrayADC.h"
  48 #include "AliTRDarrayDictionary.h"
  49 #include "AliTRDtrackletMCM.h"
  50 #include "AliTRDmcmSim.h"
  51
  52 ClassImp(AliTRDmcmSim)
  53
  54 Bool_t AliTRDmcmSim::fgApplyCut = kTRUE;
  55 Int_t  AliTRDmcmSim::fgAddBaseline = 0;
  56
  57 const Int_t AliTRDmcmSim::fgkFormatIndex = std::ios_base::xalloc();
  58
  59 const Int_t AliTRDmcmSim::fgkNADC = AliTRDfeeParam::GetNadcMcm();
  60 const UShort_t AliTRDmcmSim::fgkFPshifts[4] = {11, 14, 17, 21};
  61
  62
  63 AliTRDmcmSim::AliTRDmcmSim() :
  64   TObject(),
  65   fInitialized(kFALSE),
  66   fDetector(-1),
  67   fRobPos(-1),
  68   fMcmPos(-1),
  69   fRow (-1),
  70   fNTimeBin(-1),
  71   fADCR(NULL),
  72   fADCF(NULL),
  73   fMCMT(NULL),
  74   fTrackletArray(NULL),
  75   fZSMap(NULL),
  76   fTrklBranchName("mcmtrklbranch"),
  77   fFeeParam(NULL),
  78   fTrapConfig(NULL),
  79   fDigitsManager(NULL),
  80   fPedAcc(NULL),
  81   fGainCounterA(NULL),
  82   fGainCounterB(NULL),
  83   fTailAmplLong(NULL),
  84   fTailAmplShort(NULL),
  85   fNHits(0),
  86   fFitReg(NULL)
  87 {
  88   //
  89   // AliTRDmcmSim default constructor
  90   // By default, nothing is initialized.
  91   // It is necessary to issue Init before use.
  92
  93   for (Int_t iDict = 0; iDict < 3; iDict++)
  94     fDict[iDict] = 0x0;
  95
  96   fFitPtr[0] = 0;
  97   fFitPtr[1] = 0;
  98   fFitPtr[2] = 0;
  99   fFitPtr[3] = 0;
 100 }
 101
 102 AliTRDmcmSim::~AliTRDmcmSim()
 103 {
 104   //
 105   // AliTRDmcmSim destructor
 106   //
 107
 108   if(fInitialized) {
 109     for( Int_t iAdc = 0 ; iAdc < fgkNADC; iAdc++ ) {
 110       delete [] fADCR[iAdc];
 111       delete [] fADCF[iAdc];
 112     }
 113     delete [] fADCR;
 114     delete [] fADCF;
 115     delete [] fZSMap;
 116     delete [] fMCMT;
 117
 118     delete [] fPedAcc;
 119     delete [] fGainCounterA;
 120     delete [] fGainCounterB;
 121     delete [] fTailAmplLong;
 122     delete [] fTailAmplShort;
 123     delete [] fFitReg;
 124
 125     fTrackletArray->Delete();
 126     delete fTrackletArray;
 127   }
 128 }
 129
 130 void AliTRDmcmSim::Init( Int_t det, Int_t robPos, Int_t mcmPos, Bool_t /* newEvent */ )
 131 {
 132   //
 133   // Initialize the class with new MCM position information
 134   // memory is allocated in the first initialization
 135   //
 136
 137   if (!fInitialized) {
 138     fFeeParam      = AliTRDfeeParam::Instance();
 139     fTrapConfig    = AliTRDtrapConfig::Instance();
 140   }
 141
 142   fDetector      = det;
 143   fRobPos        = robPos;
 144   fMcmPos        = mcmPos;
 145   fRow           = fFeeParam->GetPadRowFromMCM( fRobPos, fMcmPos );
 146
 147   if (!fInitialized) {
 148     fADCR    = new Int_t *[fgkNADC];
 149     fADCF    = new Int_t *[fgkNADC];
 150     fZSMap   = new Int_t  [fgkNADC];
 151     fGainCounterA = new UInt_t[fgkNADC];
 152     fGainCounterB = new UInt_t[fgkNADC];
 153     fNTimeBin     = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kC13CPUA, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
 154     for( Int_t iAdc = 0 ; iAdc < fgkNADC; iAdc++ ) {
 155       fADCR[iAdc] = new Int_t[fNTimeBin];
 156       fADCF[iAdc] = new Int_t[fNTimeBin];
 157     }
 158
 159     // filter registers
 160     fPedAcc = new UInt_t[fgkNADC]; // accumulator for pedestal filter
 161     fTailAmplLong = new UShort_t[fgkNADC];
 162     fTailAmplShort = new UShort_t[fgkNADC];
 163
 164     // tracklet calculation
 165     fFitReg = new FitReg_t[fgkNADC];
 166     fTrackletArray = new TClonesArray("AliTRDtrackletMCM", fgkMaxTracklets);
 167
 168     fMCMT = new UInt_t[fgkMaxTracklets];
 169   }
 170
 171   fInitialized = kTRUE;
 172
 173   Reset();
 174 }
 175
 176 void AliTRDmcmSim::Reset()
 177 {
 178   // Resets the data values and internal filter registers
 179   // by re-initialising them
 180
 181   if( !CheckInitialized() )
 182     return;
 183
 184   for( Int_t iAdc = 0 ; iAdc < fgkNADC; iAdc++ ) {
 185     for( Int_t it = 0 ; it < fNTimeBin ; it++ ) {
 186       fADCR[iAdc][it] = 0;
 187       fADCF[iAdc][it] = 0;
 188     }
 189     fZSMap[iAdc] = -1;      // Default unread, low active bit mask
 190     fGainCounterA[iAdc] = 0;
 191     fGainCounterB[iAdc] = 0;
 192   }
 193
 194   for(Int_t i = 0; i < fgkMaxTracklets; i++) {
 195     fMCMT[i] = 0;
 196   }
 197
 198   for (Int_t iDict = 0; iDict < 3; iDict++)
 199     fDict[iDict] = 0x0;
 200
 201   FilterPedestalInit();
 202   FilterGainInit();
 203   FilterTailInit();
 204 }
 205
 206 void AliTRDmcmSim::SetNTimebins(Int_t ntimebins)
 207 {
 208   // Reallocate memory if a change in the number of timebins
 209   // is needed (should not be the case for real data)
 210
 211   if( !CheckInitialized() )
 212     return;
 213
 214   fNTimeBin = ntimebins;
 215   for( Int_t iAdc = 0 ; iAdc < fgkNADC; iAdc++ ) {
 216     delete [] fADCR[iAdc];
 217     delete [] fADCF[iAdc];
 218     fADCR[iAdc] = new Int_t[fNTimeBin];
 219     fADCF[iAdc] = new Int_t[fNTimeBin];
 220   }
 221 }
 222
 223 Bool_t AliTRDmcmSim::LoadMCM(AliRunLoader* const runloader, Int_t det, Int_t rob, Int_t mcm)
 224 {
 225   // loads the ADC data as obtained from the digitsManager for the specified MCM.
 226   // This method is meant for rare execution, e.g. in the visualization. When called
 227   // frequently use SetData(...) instead.
 228
 229   Init(det, rob, mcm);
 230
 231   if (!runloader) {
 232     AliError("No Runloader given");
 233     return kFALSE;
 234   }
 235
 236   AliLoader *trdLoader = runloader->GetLoader("TRDLoader");
 237   if (!trdLoader) {
 238     AliError("Could not get TRDLoader");
 239     return kFALSE;
 240   }
 241
 242   Bool_t retval = kTRUE;
 243   trdLoader->LoadDigits();
 244   fDigitsManager = 0x0;
 245   AliTRDdigitsManager *digMgr = new AliTRDdigitsManager();
 246   digMgr->SetSDigits(0);
 247   digMgr->CreateArrays();
 248   digMgr->ReadDigits(trdLoader->TreeD());
 249   AliTRDarrayADC *digits = (AliTRDarrayADC*) digMgr->GetDigits(det);
 250   if (digits->HasData()) {
 251     digits->Expand();
 252
 253     if (fNTimeBin != digits->GetNtime()) {
 254       AliWarning(Form("Changing no. of timebins from %i to %i", fNTimeBin, digits->GetNtime()));
 255       SetNTimebins(digits->GetNtime());
 256     }
 257
 258     SetData(digits);
 259   }
 260   else
 261     retval = kFALSE;
 262
 263   delete digMgr;
 264
 265   return retval;
 266 }
 267
 268 void AliTRDmcmSim::NoiseTest(Int_t nsamples, Int_t mean, Int_t sigma, Int_t inputGain, Int_t inputTail)
 269 {
 270   // This function can be used to test the filters.
 271   // It feeds nsamples of ADC values with a gaussian distribution specified by mean and sigma.
 272   // The filter chain implemented here consists of:
 273   // Pedestal -> Gain -> Tail
 274   // With inputGain and inputTail the input to the gain and tail filter, respectively,
 275   // can be chosen where
 276   // 0: noise input
 277   // 1: pedestal output
 278   // 2: gain output
 279   // The input has to be chosen from a stage before.
 280   // The filter behaviour is controlled by the TRAP parameters from AliTRDtrapConfig in the
 281   // same way as in normal simulation.
 282   // The functions produces four histograms with the values at the different stages.
 283
 284   if( !CheckInitialized() )
 285     return;
 286
 287   TString nameInputGain;
 288   TString nameInputTail;
 289
 290   switch (inputGain) {
 291       case 0:
 292         nameInputGain = "Noise";
 293         break;
 294
 295       case 1:
 296         nameInputGain = "Pedestal";
 297         break;
 298
 299       default:
 300         AliError("Undefined input to tail cancellation filter");
 301         return;
 302   }
 303
 304   switch (inputTail) {
 305       case 0:
 306         nameInputTail = "Noise";
 307         break;
 308
 309       case 1:
 310         nameInputTail = "Pedestal";
 311         break;
 312
 313       case 2:
 314         nameInputTail = "Gain";
 315         break;
 316
 317       default:
 318         AliError("Undefined input to tail cancellation filter");
 319         return;
 320   }
 321
 322   TH1F *h   = new TH1F("noise", "Gaussian Noise;sample;ADC count",
 323                        nsamples, 0, nsamples);
 324   TH1F *hfp = new TH1F("ped", "Noise #rightarrow Pedestal filter;sample;ADC count", nsamples, 0, nsamples);
 325   TH1F *hfg = new TH1F("gain",
 326                        (nameInputGain + "#rightarrow Gain;sample;ADC count").Data(),
 327                        nsamples, 0, nsamples);
 328   TH1F *hft = new TH1F("tail",
 329                        (nameInputTail + "#rightarrow Tail;sample;ADC count").Data(),
 330                        nsamples, 0, nsamples);
 331   h->SetStats(kFALSE);
 332   hfp->SetStats(kFALSE);
 333   hfg->SetStats(kFALSE);
 334   hft->SetStats(kFALSE);
 335
 336   Int_t value;  // ADC count with noise (10 bit)
 337   Int_t valuep; // pedestal filter output (12 bit)
 338   Int_t valueg; // gain filter output (12 bit)
 339   Int_t valuet; // tail filter value (12 bit)
 340
 341   for (Int_t i = 0; i < nsamples; i++) {
 342     value = (Int_t) gRandom->Gaus(mean, sigma);  // generate noise with gaussian distribution
 343     h->SetBinContent(i, value);
 344
 345     valuep = FilterPedestalNextSample(1, 0, ((Int_t) value) << 2);
 346
 347     if (inputGain == 0)
 348       valueg = FilterGainNextSample(1, ((Int_t) value) << 2);
 349     else
 350       valueg = FilterGainNextSample(1, valuep);
 351
 352     if (inputTail == 0)
 353       valuet = FilterTailNextSample(1, ((Int_t) value) << 2);
 354     else if (inputTail == 1)
 355       valuet = FilterTailNextSample(1, valuep);
 356     else
 357       valuet = FilterTailNextSample(1, valueg);
 358
 359     hfp->SetBinContent(i, valuep >> 2);
 360     hfg->SetBinContent(i, valueg >> 2);
 361     hft->SetBinContent(i, valuet >> 2);
 362   }
 363
 364   TCanvas *c = new TCanvas;
 365   c->Divide(2,2);
 366   c->cd(1);
 367   h->Draw();
 368   c->cd(2);
 369   hfp->Draw();
 370   c->cd(3);
 371   hfg->Draw();
 372   c->cd(4);
 373   hft->Draw();
 374 }
 375
 376 Bool_t AliTRDmcmSim::CheckInitialized() const
 377 {
 378   //
 379   // Check whether object is initialized
 380   //
 381
 382   if( ! fInitialized )
 383     AliError(Form ("AliTRDmcmSim is not initialized but function other than Init() is called."));
 384
 385   return fInitialized;
 386 }
 387
 388 void AliTRDmcmSim::Print(Option_t* const option) const
 389 {
 390   // Prints the data stored and/or calculated for this MCM.
 391   // The output is controlled by option which can be a sequence of any of
 392   // the following characters:
 393   // R - prints raw ADC data
 394   // F - prints filtered data
 395   // H - prints detected hits
 396   // T - prints found tracklets
 397   // The later stages are only meaningful after the corresponding calculations
 398   // have been performed.
 399
 400   if ( !CheckInitialized() )
 401     return;
 402
 403   printf("MCM %i on ROB %i in detector %i\n", fMcmPos, fRobPos, fDetector);
 404
 405   TString opt = option;
 406   if (opt.Contains("R") || opt.Contains("F")) {
 407     std::cout << *this;
 408   }
 409
 410   if (opt.Contains("H")) {
 411     printf("Found %i hits:\n", fNHits);
 412     for (Int_t iHit = 0; iHit < fNHits; iHit++) {
 413       printf("Hit %3i in timebin %2i, ADC %2i has charge %3i and position %3i\n",
 414              iHit,  fHits[iHit].fTimebin, fHits[iHit].fChannel, fHits[iHit].fQtot, fHits[iHit].fYpos);
 415     }
 416   }
 417
 418   if (opt.Contains("T")) {
 419     printf("Tracklets:\n");
 420     for (Int_t iTrkl = 0; iTrkl < fTrackletArray->GetEntriesFast(); iTrkl++) {
 421       printf("tracklet %i: 0x%08x\n", iTrkl, ((AliTRDtrackletMCM*) (*fTrackletArray)[iTrkl])->GetTrackletWord());
 422     }
 423   }
 424 }
 425
 426 void AliTRDmcmSim::Draw(Option_t* const option)
 427 {
 428   // Plots the data stored in a 2-dim. timebin vs. ADC channel plot.
 429   // The option selects what data is plotted and can be a sequence of
 430   // the following characters:
 431   // R - plot raw data (default)
 432   // F - plot filtered data (meaningless if R is specified)
 433   // In addition to the ADC values:
 434   // H - plot hits
 435   // T - plot tracklets
 436
 437   if( !CheckInitialized() )
 438     return;
 439
 440   TString opt = option;
 441
 442   TH2F *hist = new TH2F("mcmdata", Form("Data of MCM %i on ROB %i in detector %i", \
 443                                         fMcmPos, fRobPos, fDetector), \
 444                         fgkNADC, -0.5, fgkNADC-.5, fNTimeBin, -.5, fNTimeBin-.5);
 445   hist->GetXaxis()->SetTitle("ADC Channel");
 446   hist->GetYaxis()->SetTitle("Timebin");
 447   hist->SetStats(kFALSE);
 448
 449   if (opt.Contains("R")) {
 450     for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fNTimeBin; iTimeBin++) {
 451       for (Int_t iAdc = 0; iAdc < fgkNADC; iAdc++) {
 452         hist->SetBinContent(iAdc+1, iTimeBin+1, fADCR[iAdc][iTimeBin] >> fgkAddDigits);
 453       }
 454     }
 455   }
 456   else {
 457     for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fNTimeBin; iTimeBin++) {
 458       for (Int_t iAdc = 0; iAdc < fgkNADC; iAdc++) {
 459         hist->SetBinContent(iAdc+1, iTimeBin+1, fADCF[iAdc][iTimeBin] >> fgkAddDigits);
 460       }
 461     }
 462   }
 463   hist->Draw("colz");
 464
 465   if (opt.Contains("H")) {
 466     TGraph *grHits = new TGraph();
 467     for (Int_t iHit = 0; iHit < fNHits; iHit++) {
 468       grHits->SetPoint(iHit,
 469                        fHits[iHit].fChannel + 1 + fHits[iHit].fYpos/256.,
 470                        fHits[iHit].fTimebin);
 471     }
 472     grHits->Draw("*");
 473   }
 474
 475   if (opt.Contains("T")) {
 476     TLine *trklLines = new TLine[4];
 477     for (Int_t iTrkl = 0; iTrkl < fTrackletArray->GetEntries(); iTrkl++) {
 478       AliTRDtrackletMCM *trkl = (AliTRDtrackletMCM*) (*fTrackletArray)[iTrkl];
 479       Float_t padWidth = 0.635 + 0.03 * (fDetector % 6);
 480       Float_t offset   = padWidth/256. * ((((((fRobPos & 0x1) << 2) + (fMcmPos & 0x3)) * 18) << 8) - ((18*4*2 - 18*2 - 3) << 7)); // revert adding offset in FitTracklet
 481       Int_t   ndrift   = fTrapConfig->GetDmemUnsigned(AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrNdrift, fDetector, fRobPos, fMcmPos) >> 5;
 482       Float_t slope    = trkl->GetdY() * 140e-4 / ndrift;
 483
 484       Int_t t0 = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPFS, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
 485       Int_t t1 = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPFE, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
 486
 487       trklLines[iTrkl].SetX1((offset - (trkl->GetY() - slope * t0)) / padWidth); // ??? sign?
 488       trklLines[iTrkl].SetY1(t0);
 489       trklLines[iTrkl].SetX2((offset - (trkl->GetY() - slope * t1)) / padWidth); // ??? sign?
 490       trklLines[iTrkl].SetY2(t1);
 491       trklLines[iTrkl].SetLineColor(2);
 492       trklLines[iTrkl].SetLineWidth(2);
 493       printf("Tracklet %i: y = %f, dy = %f, offset = %f\n", iTrkl, trkl->GetY(), (trkl->GetdY() * 140e-4), offset);
 494       trklLines[iTrkl].Draw();
 495     }
 496   }
 497 }
 498
 499 void AliTRDmcmSim::SetData( Int_t adc, Int_t* const data )
 500 {
 501   //
 502   // Store ADC data into array of raw data
 503   //
 504
 505   if( !CheckInitialized() ) return;
 506
 507   if( adc < 0 || adc >= fgkNADC ) {
 508     AliError(Form ("Error: ADC %i is out of range (0 .. %d).", adc, fgkNADC-1));
 509     return;
 510   }
 511
 512   for( Int_t it = 0 ;  it < fNTimeBin ; it++ ) {
 513     fADCR[adc][it] = (Int_t) (data[it]) << fgkAddDigits;
 514     fADCF[adc][it] = (Int_t) (data[it]) << fgkAddDigits;
 515   }
 516 }
 517
 518 void AliTRDmcmSim::SetData( Int_t adc, Int_t it, Int_t data )
 519 {
 520   //
 521   // Store ADC data into array of raw data
 522   //
 523
 524   if( !CheckInitialized() ) return;
 525
 526   if( adc < 0 || adc >= fgkNADC ) {
 527     AliError(Form ("Error: ADC %i is out of range (0 .. %d).", adc, fgkNADC-1));
 528     return;
 529   }
 530
 531   fADCR[adc][it] = data << fgkAddDigits;
 532   fADCF[adc][it] = data << fgkAddDigits;
 533 }
 534
 535 void AliTRDmcmSim::SetData(AliTRDarrayADC* const adcArray, AliTRDdigitsManager * const digitsManager)
 536 {
 537   // Set the ADC data from an AliTRDarrayADC
 538
 539   if( !CheckInitialized() )
 540     return;
 541
 542   fDigitsManager = digitsManager;
 543   if (fDigitsManager) {
 544     for (Int_t iDict = 0; iDict < 3; iDict++) {
 545       AliTRDarrayDictionary *newDict = (AliTRDarrayDictionary*) fDigitsManager->GetDictionary(fDetector, iDict);
 546       if (fDict[iDict] != 0x0 && newDict != 0x0) {
 547
 548         if (fDict[iDict] == newDict)
 549           continue;
 550
 551         fDict[iDict] = newDict;
 552         fDict[iDict]->Expand();
 553       }
 554       else {
 555         fDict[iDict] = newDict;
 556         if (fDict[iDict])
 557           fDict[iDict]->Expand();
 558         }
 559
 560       // If there is no data, set dictionary to zero to avoid crashes
 561       if (fDict[iDict]->GetDim() == 0)  {
 562         AliError(Form("Dictionary %i of det. %i has dim. 0", iDict, fDetector));
 563         fDict[iDict] = 0x0;
 564       }
 565     }
 566   }
 567
 568   if (fNTimeBin != adcArray->GetNtime())
 569     SetNTimebins(adcArray->GetNtime());
 570
 571   Int_t offset = (fMcmPos % 4 + 1) * 21 + (fRobPos % 2) * 84 - 1;
 572
 573   for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fNTimeBin; iTimeBin++) {
 574     for (Int_t iAdc = 0; iAdc < fgkNADC; iAdc++) {
 575       Int_t value = adcArray->GetDataByAdcCol(GetRow(), offset - iAdc, iTimeBin);
 576       // treat 0 as suppressed,
 577       // this is not correct but reported like that from arrayADC
 578       if (value <= 0 || (offset - iAdc < 1) || (offset - iAdc > 165)) {
 579         fADCR[iAdc][iTimeBin] = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFPNP, fDetector, fRobPos, fMcmPos) + (fgAddBaseline << fgkAddDigits);
 580         fADCF[iAdc][iTimeBin] = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPFP, fDetector, fRobPos, fMcmPos) + (fgAddBaseline << fgkAddDigits);
 581       }
 582       else {
 583         fZSMap[iAdc] = 0;
 584         fADCR[iAdc][iTimeBin] = (value << fgkAddDigits) + (fgAddBaseline << fgkAddDigits);
 585         fADCF[iAdc][iTimeBin] = (value << fgkAddDigits) + (fgAddBaseline << fgkAddDigits);
 586       }
 587     }
 588   }
 589 }
 590
 591 void AliTRDmcmSim::SetDataByPad(AliTRDarrayADC* const adcArray, AliTRDdigitsManager * const digitsManager)
 592 {
 593   // Set the ADC data from an AliTRDarrayADC
 594   // (by pad, to be used during initial reading in simulation)
 595
 596   if( !CheckInitialized() )
 597     return;
 598
 599   fDigitsManager = digitsManager;
 600   if (fDigitsManager) {
 601     for (Int_t iDict = 0; iDict < 3; iDict++) {
 602       AliTRDarrayDictionary *newDict = (AliTRDarrayDictionary*) fDigitsManager->GetDictionary(fDetector, iDict);
 603       if (fDict[iDict] != 0x0 && newDict != 0x0) {
 604
 605         if (fDict[iDict] == newDict)
 606           continue;
 607
 608         fDict[iDict] = newDict;
 609         fDict[iDict]->Expand();
 610       }
 611       else {
 612         fDict[iDict] = newDict;
 613         if (fDict[iDict])
 614           fDict[iDict]->Expand();
 615       }
 616
 617       // If there is no data, set dictionary to zero to avoid crashes
 618       if (fDict[iDict]->GetDim() == 0)  {
 619         AliError(Form("Dictionary %i of det. %i has dim. 0", iDict, fDetector));
 620         fDict[iDict] = 0x0;
 621       }
 622     }
 623   }
 624
 625   if (fNTimeBin != adcArray->GetNtime())
 626     SetNTimebins(adcArray->GetNtime());
 627
 628   Int_t offset = (fMcmPos % 4 + 1) * 18 + (fRobPos % 2) * 72 + 1;
 629
 630   for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fNTimeBin; iTimeBin++) {
 631     for (Int_t iAdc = 0; iAdc < fgkNADC; iAdc++) {
 632       Int_t value = -1;
 633       Int_t pad = offset - iAdc;
 634       if (pad > -1 && pad < 144)
 635         value = adcArray->GetData(GetRow(), offset - iAdc, iTimeBin);
 636       //      Int_t value = adcArray->GetDataByAdcCol(GetRow(), offset - iAdc, iTimeBin);
 637       if (value < 0 || (offset - iAdc < 1) || (offset - iAdc > 165)) {
 638         fADCR[iAdc][iTimeBin] = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFPNP, fDetector, fRobPos, fMcmPos) + (fgAddBaseline << fgkAddDigits);
 639         fADCF[iAdc][iTimeBin] = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPFP, fDetector, fRobPos, fMcmPos) + (fgAddBaseline << fgkAddDigits);
 640       }
 641       else {
 642         fZSMap[iAdc] = 0;
 643         fADCR[iAdc][iTimeBin] = (value << fgkAddDigits) + (fgAddBaseline << fgkAddDigits);
 644         fADCF[iAdc][iTimeBin] = (value << fgkAddDigits) + (fgAddBaseline << fgkAddDigits);
 645       }
 646     }
 647   }
 648 }
 649
 650 void AliTRDmcmSim::SetDataPedestal( Int_t adc )
 651 {
 652   //
 653   // Store ADC data into array of raw data
 654   //
 655
 656   if( !CheckInitialized() )
 657     return;
 658
 659   if( adc < 0 || adc >= fgkNADC ) {
 660     return;
 661   }
 662
 663   for( Int_t it = 0 ; it < fNTimeBin ; it++ ) {
 664     fADCR[adc][it] = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFPNP, fDetector, fRobPos, fMcmPos) + (fgAddBaseline << fgkAddDigits);
 665     fADCF[adc][it] = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPFP, fDetector, fRobPos, fMcmPos) + (fgAddBaseline << fgkAddDigits);
 666   }
 667 }
 668
 669 Bool_t AliTRDmcmSim::GetHit(Int_t index, Int_t &channel, Int_t &timebin, Int_t &qtot, Int_t &ypos, Float_t &y, Int_t &label) const
 670 {
 671   // retrieve the MC hit information (not available in TRAP hardware)
 672
 673   if (index < 0 || index >= fNHits)
 674     return kFALSE;
 675
 676   channel = fHits[index].fChannel;
 677   timebin = fHits[index].fTimebin;
 678   qtot    = fHits[index].fQtot;
 679   ypos    = fHits[index].fYpos;
 680   y       = (Float_t) ((((((fRobPos & 0x1) << 2) + (fMcmPos & 0x3)) * 18) << 8) - ((18*4*2 - 18*2 - 1) << 7) -
 681                         (channel << 8) - ypos)
 682     * (0.635 + 0.03 * (fDetector % 6))
 683     / 256.0;
 684   label   = fHits[index].fLabel[0];
 685
 686   return kTRUE;
 687 }
 688
 689 Int_t AliTRDmcmSim::GetCol( Int_t adc )
 690 {
 691   //
 692   // Return column id of the pad for the given ADC channel
 693   //
 694
 695   if( !CheckInitialized() )
 696     return -1;
 697
 698   Int_t col = fFeeParam->GetPadColFromADC(fRobPos, fMcmPos, adc);
 699   if (col < 0 || col >= fFeeParam->GetNcol())
 700     return -1;
 701   else
 702     return col;
 703 }
 704
 705 Int_t AliTRDmcmSim::ProduceRawStream( UInt_t *buf, Int_t bufSize, UInt_t iEv) const
 706 {
 707   //
 708   // Produce raw data stream from this MCM and put in buf
 709   // Returns number of words filled, or negative value
 710   // with -1 * number of overflowed words
 711   //
 712
 713   if( !CheckInitialized() )
 714     return 0;
 715
 716   UInt_t  x;
 717   UInt_t  mcmHeader = 0;
 718   UInt_t  adcMask = 0;
 719   Int_t   nw  = 0;  // Number of written words
 720   Int_t   of  = 0;  // Number of overflowed words
 721   Int_t   rawVer   = fFeeParam->GetRAWversion();
 722   Int_t **adc;
 723   Int_t   nActiveADC = 0;       // number of activated ADC bits in a word
 724
 725   if( !CheckInitialized() )
 726     return 0;
 727
 728   if (fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kEBSF, fDetector, fRobPos, fMcmPos) != 0) // store unfiltered data
 729     adc = fADCR;
 730   else
 731     adc = fADCF;
 732
 733   // Produce ADC mask : nncc cccm mmmm mmmm mmmm mmmm mmmm 1100
 734   //                            n : unused , c : ADC count, m : selected ADCs
 735   if( rawVer >= 3 &&
 736       (fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kC15CPUA, fDetector, fRobPos, fMcmPos) & (1 << 13))) { // check for zs flag in TRAP configuration
 737     for( Int_t iAdc = 0 ; iAdc < fgkNADC ; iAdc++ ) {
 738       if( ~fZSMap[iAdc] != 0 ) { //  0 means not suppressed
 739         adcMask |= (1 << (iAdc+4) );    // last 4 digit reserved for 1100=0xc
 740         nActiveADC++;           // number of 1 in mmm....m
 741       }
 742     }
 743
 744     if ((nActiveADC == 0) &&
 745         (fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kC15CPUA, fDetector, fRobPos, fMcmPos) & (1 << 8))) // check for DEH flag in TRAP configuration
 746       return 0;
 747
 748     // assemble adc mask word
 749     adcMask |= (1 << 30) | ( ( 0x3FFFFFFC ) & (~(nActiveADC) << 25) ) | 0xC;    // nn = 01, ccccc are inverted, 0xc=1100
 750   }
 751
 752   // MCM header
 753   mcmHeader = (1<<31) | (fRobPos << 28) | (fMcmPos << 24) | ((iEv % 0x100000) << 4) | 0xC;
 754   if (nw < bufSize)
 755     buf[nw++] = mcmHeader;
 756   else
 757     of++;
 758
 759   // ADC mask
 760   if( adcMask != 0 ) {
 761     if (nw < bufSize)
 762       buf[nw++] = adcMask;
 763     else
 764       of++;
 765   }
 766
 767   // Produce ADC data. 3 timebins are packed into one 32 bits word
 768   // In this version, different ADC channel will NOT share the same word
 769
 770   UInt_t aa=0, a1=0, a2=0, a3=0;
 771
 772   for (Int_t iAdc = 0; iAdc < 21; iAdc++ ) {
 773     if( rawVer>= 3 && ~fZSMap[iAdc] == 0 ) continue; // Zero Suppression, 0 means not suppressed
 774     aa = !(iAdc & 1) + 2;
 775     for (Int_t iT = 0; iT < fNTimeBin; iT+=3 ) {
 776       a1 = ((iT    ) < fNTimeBin ) ? adc[iAdc][iT  ] >> fgkAddDigits : 0;
 777       a2 = ((iT + 1) < fNTimeBin ) ? adc[iAdc][iT+1] >> fgkAddDigits : 0;
 778       a3 = ((iT + 2) < fNTimeBin ) ? adc[iAdc][iT+2] >> fgkAddDigits : 0;
 779       x = (a3 << 22) | (a2 << 12) | (a1 << 2) | aa;
 780       if (nw < bufSize) {
 781         buf[nw++] = x;
 782       }
 783       else {
 784         of++;
 785       }
 786     }
 787   }
 788
 789   if( of != 0 ) return -of; else return nw;
 790 }
 791
 792 Int_t AliTRDmcmSim::ProduceTrackletStream( UInt_t *buf, Int_t bufSize )
 793 {
 794   //
 795   // Produce tracklet data stream from this MCM and put in buf
 796   // Returns number of words filled, or negative value
 797   // with -1 * number of overflowed words
 798   //
 799
 800   if( !CheckInitialized() )
 801     return 0;
 802
 803   Int_t   nw  = 0;  // Number of written words
 804   Int_t   of  = 0;  // Number of overflowed words
 805
 806   // Produce tracklet data. A maximum of four 32 Bit words will be written per MCM
 807   // fMCMT is filled continuously until no more tracklet words available
 808
 809   for (Int_t iTracklet = 0; iTracklet < fTrackletArray->GetEntriesFast(); iTracklet++) {
 810     if (nw < bufSize)
 811       buf[nw++] = ((AliTRDtrackletMCM*) (*fTrackletArray)[iTracklet])->GetTrackletWord();
 812     else
 813       of++;
 814   }
 815
 816   if( of != 0 ) return -of; else return nw;
 817 }
 818
 819 void AliTRDmcmSim::Filter()
 820 {
 821   //
 822   // Filter the raw ADC values. The active filter stages and their
 823   // parameters are taken from AliTRDtrapConfig.
 824   // The raw data is stored separate from the filtered data. Thus,
 825   // it is possible to run the filters on a set of raw values
 826   // sequentially for parameter tuning.
 827   //
 828
 829   if( !CheckInitialized() )
 830     return;
 831
 832   // Apply filters sequentially. Bypass is handled by filters
 833   // since counters and internal registers may be updated even
 834   // if the filter is bypassed.
 835   // The first filter takes the data from fADCR and
 836   // outputs to fADCF.
 837
 838   // Non-linearity filter not implemented.
 839   FilterPedestal();
 840   FilterGain();
 841   FilterTail();
 842   // Crosstalk filter not implemented.
 843 }
 844
 845 void AliTRDmcmSim::FilterPedestalInit(Int_t baseline)
 846 {
 847   // Initializes the pedestal filter assuming that the input has
 848   // been constant for a long time (compared to the time constant).
 849
 850   UShort_t    fptc = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFPTC, fDetector, fRobPos, fMcmPos); // 0..3, 0 - fastest, 3 - slowest
 851
 852   for (Int_t iAdc = 0; iAdc < fgkNADC; iAdc++)
 853     fPedAcc[iAdc] = (baseline << 2) * (1 << fgkFPshifts[fptc]);
 854 }
 855
 856 UShort_t AliTRDmcmSim::FilterPedestalNextSample(Int_t adc, Int_t timebin, UShort_t value)
 857 {
 858   // Returns the output of the pedestal filter given the input value.
 859   // The output depends on the internal registers and, thus, the
 860   // history of the filter.
 861
 862   UShort_t    fpnp = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFPNP, fDetector, fRobPos, fMcmPos); // 0..511 -> 0..127.75, pedestal at the output
 863   UShort_t    fptc = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFPTC, fDetector, fRobPos, fMcmPos); // 0..3, 0 - fastest, 3 - slowest
 864   UShort_t    fpby = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFPBY, fDetector, fRobPos, fMcmPos); // 0..1 bypass, active low
 865
 866   UShort_t accumulatorShifted;
 867   Int_t correction;
 868   UShort_t inpAdd;
 869
 870   inpAdd = value + fpnp;
 871
 872   accumulatorShifted = (fPedAcc[adc] >> fgkFPshifts[fptc]) & 0x3FF;   // 10 bits
 873   if (timebin == 0) // the accumulator is disabled in the drift time
 874   {
 875     correction = (value & 0x3FF) - accumulatorShifted;
 876     fPedAcc[adc] = (fPedAcc[adc] + correction) & 0x7FFFFFFF;             // 31 bits
 877   }
 878
 879   if (fpby == 0)
 880     return value;
 881
 882   if (inpAdd <= accumulatorShifted)
 883     return 0;
 884   else
 885   {
 886     inpAdd = inpAdd - accumulatorShifted;
 887     if (inpAdd > 0xFFF)
 888       return 0xFFF;
 889     else
 890       return inpAdd;
 891   }
 892 }
 893
 894 void AliTRDmcmSim::FilterPedestal()
 895 {
 896   //
 897   // Apply pedestal filter
 898   //
 899   // As the first filter in the chain it reads data from fADCR
 900   // and outputs to fADCF.
 901   // It has only an effect if previous samples have been fed to
 902   // find the pedestal. Currently, the simulation assumes that
 903   // the input has been stable for a sufficiently long time.
 904
 905   for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fNTimeBin; iTimeBin++) {
 906     for (Int_t iAdc = 0; iAdc < fgkNADC; iAdc++) {
 907       fADCF[iAdc][iTimeBin] = FilterPedestalNextSample(iAdc, iTimeBin, fADCR[iAdc][iTimeBin]);
 908     }
 909   }
 910 }
 911
 912 void AliTRDmcmSim::FilterGainInit()
 913 {
 914   // Initializes the gain filter. In this case, only threshold
 915   // counters are reset.
 916
 917   for (Int_t iAdc = 0; iAdc < fgkNADC; iAdc++) {
 918     // these are counters which in hardware continue
 919     // until maximum or reset
 920     fGainCounterA[iAdc] = 0;
 921     fGainCounterB[iAdc] = 0;
 922   }
 923 }
 924
 925 UShort_t AliTRDmcmSim::FilterGainNextSample(Int_t adc, UShort_t value)
 926 {
 927   // Apply the gain filter to the given value.
 928   // BEGIN_LATEX O_{i}(t) = #gamma_{i} * I_{i}(t) + a_{i} END_LATEX
 929   // The output depends on the internal registers and, thus, the
 930   // history of the filter.
 931
 932   UShort_t    fgby = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFGBY, fDetector, fRobPos, fMcmPos); // bypass, active low
 933   UShort_t    fgf  = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::TrapReg_t(AliTRDtrapConfig::kFGF0 + adc), fDetector, fRobPos, fMcmPos); // 0x700 + (0 & 0x1ff);
 934   UShort_t    fga  = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::TrapReg_t(AliTRDtrapConfig::kFGA0 + adc), fDetector, fRobPos, fMcmPos); // 40;
 935   UShort_t    fgta = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFGTA, fDetector, fRobPos, fMcmPos); // 20;
 936   UShort_t    fgtb = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFGTB, fDetector, fRobPos, fMcmPos); // 2060;
 937
 938   UInt_t corr; // corrected value
 939
 940   value &= 0xFFF;
 941   corr = (value * fgf) >> 11;
 942   corr = corr > 0xfff ? 0xfff : corr;
 943   corr = AddUintClipping(corr, fga, 12);
 944
 945   // Update threshold counters
 946   // not really useful as they are cleared with every new event
 947   if (!((fGainCounterA[adc] == 0x3FFFFFF) || (fGainCounterB[adc] == 0x3FFFFFF)))
 948   // stop when full
 949   {
 950     if (corr >= fgtb)
 951       fGainCounterB[adc]++;
 952     else if (corr >= fgta)
 953       fGainCounterA[adc]++;
 954   }
 955
 956   if (fgby == 1)
 957     return corr;
 958   else
 959     return value;
 960 }
 961
 962 void AliTRDmcmSim::FilterGain()
 963 {
 964   // Read data from fADCF and apply gain filter.
 965
 966   for (Int_t iAdc = 0; iAdc < fgkNADC; iAdc++) {
 967     for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fNTimeBin; iTimeBin++) {
 968         fADCF[iAdc][iTimeBin] = FilterGainNextSample(iAdc, fADCF[iAdc][iTimeBin]);
 969     }
 970   }
 971 }
 972
 973 void AliTRDmcmSim::FilterTailInit(Int_t baseline)
 974 {
 975   // Initializes the tail filter assuming that the input has
 976   // been at the baseline value (configured by FTFP) for a
 977   // sufficiently long time.
 978
 979   // exponents and weight calculated from configuration
 980   UShort_t    alphaLong = 0x3ff & fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFTAL, fDetector, fRobPos, fMcmPos); // the weight of the long component
 981   UShort_t    lambdaLong = (1 << 10) | (1 << 9) | (fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFTLL, fDetector, fRobPos, fMcmPos) & 0x1FF); // the multiplier
 982   UShort_t    lambdaShort = (0 << 10) | (1 << 9) | (fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFTLS, fDetector, fRobPos, fMcmPos) & 0x1FF); // the multiplier
 983
 984   Float_t lambdaL = lambdaLong  * 1.0 / (1 << 11);
 985   Float_t lambdaS = lambdaShort * 1.0 / (1 << 11);
 986   Float_t alphaL  = alphaLong   * 1.0 / (1 << 11);
 987   Float_t qup, qdn;
 988   qup = (1 - lambdaL) * (1 - lambdaS);
 989   qdn = 1 - lambdaS * alphaL - lambdaL * (1 - alphaL);
 990   Float_t kdc = qup/qdn;
 991
 992   Float_t kt, ql, qs;
 993   UShort_t aout;
 994
 995   if (baseline < 0)
 996     baseline = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFPNP, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
 997
 998   ql = lambdaL * (1 - lambdaS) *      alphaL;
 999   qs = lambdaS * (1 - lambdaL) * (1 - alphaL);
1000
1001   for (Int_t iAdc = 0; iAdc < fgkNADC; iAdc++) {
1002     Int_t value = baseline & 0xFFF;
1003     Int_t corr = (value * fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::TrapReg_t(AliTRDtrapConfig::kFGF0 + iAdc), fDetector, fRobPos, fMcmPos)) >> 11;
1004     corr = corr > 0xfff ? 0xfff : corr;
1005     corr = AddUintClipping(corr, fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::TrapReg_t(AliTRDtrapConfig::kFGA0 + iAdc), fDetector, fRobPos, fMcmPos), 12);
1006
1007     kt = kdc * baseline;
1008     aout = baseline - (UShort_t) kt;
1009
1010     fTailAmplLong[iAdc]  = (UShort_t) (aout * ql / (ql + qs));
1011     fTailAmplShort[iAdc] = (UShort_t) (aout * qs / (ql + qs));
1012   }
1013 }
1014
1015 UShort_t AliTRDmcmSim::FilterTailNextSample(Int_t adc, UShort_t value)
1016 {
1017   // Returns the output of the tail filter for the given input value.
1018   // The output depends on the internal registers and, thus, the
1019   // history of the filter.
1020
1021   // exponents and weight calculated from configuration
1022   UShort_t    alphaLong   = 0x3ff & fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFTAL, fDetector, fRobPos, fMcmPos);                          // the weight of the long component
1023   UShort_t    lambdaLong  = (1 << 10) | (1 << 9) | (fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFTLL, fDetector, fRobPos, fMcmPos) & 0x1FF); // the multiplier of the long component
1024   UShort_t    lambdaShort = (0 << 10) | (1 << 9) | (fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFTLS, fDetector, fRobPos, fMcmPos) & 0x1FF); // the multiplier of the short component
1025
1026   // intermediate signals
1027   UInt_t   aDiff;
1028   UInt_t   alInpv;
1029   UShort_t aQ;
1030   UInt_t   tmp;
1031
1032   UShort_t inpVolt = value & 0xFFF;    // 12 bits
1033
1034   // add the present generator outputs
1035   aQ = AddUintClipping(fTailAmplLong[adc], fTailAmplShort[adc], 12);
1036
1037   // calculate the difference between the input and the generated signal
1038   if (inpVolt > aQ)
1039     aDiff = inpVolt - aQ;
1040   else
1041     aDiff = 0;
1042
1043   // the inputs to the two generators, weighted
1044   alInpv = (aDiff * alphaLong) >> 11;
1045
1046   // the new values of the registers, used next time
1047   // long component
1048   tmp = AddUintClipping(fTailAmplLong[adc], alInpv, 12);
1049   tmp =  (tmp * lambdaLong) >> 11;
1050   fTailAmplLong[adc] = tmp & 0xFFF;
1051   // short component
1052   tmp = AddUintClipping(fTailAmplShort[adc], aDiff - alInpv, 12);
1053   tmp =  (tmp * lambdaShort) >> 11;
1054   fTailAmplShort[adc] = tmp & 0xFFF;
1055
1056   // the output of the filter
1057   if (fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kFTBY, fDetector, fRobPos, fMcmPos) == 0) // bypass mode, active low
1058     return value;
1059   else
1060     return aDiff;
1061 }
1062
1063 void AliTRDmcmSim::FilterTail()
1064 {
1065   // Apply tail cancellation filter to all data.
1066
1067   for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fNTimeBin; iTimeBin++) {
1068     for (Int_t iAdc = 0; iAdc < fgkNADC; iAdc++) {
1069       fADCF[iAdc][iTimeBin] = FilterTailNextSample(iAdc, fADCF[iAdc][iTimeBin]);
1070     }
1071   }
1072 }
1073
1074 void AliTRDmcmSim::ZSMapping()
1075 {
1076   //
1077   // Zero Suppression Mapping implemented in TRAP chip
1078   // only implemented for up to 30 timebins
1079   //
1080   // See detail TRAP manual "Data Indication" section:
1081   // http://www.kip.uni-heidelberg.de/ti/TRD/doc/trap/TRAP-UserManual.pdf
1082   //
1083
1084   if( !CheckInitialized() )
1085     return;
1086
1087   Int_t eBIS = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kEBIS, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
1088   Int_t eBIT = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kEBIT, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
1089   Int_t eBIL = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kEBIL, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
1090   Int_t eBIN = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kEBIN, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
1091
1092   Int_t **adc = fADCF;
1093
1094   for (Int_t iAdc = 0; iAdc < fgkNADC; iAdc++)
1095     fZSMap[iAdc] = -1;
1096
1097   for( Int_t it = 0 ; it < fNTimeBin ; it++ ) {
1098     Int_t iAdc; // current ADC channel
1099     Int_t ap;
1100     Int_t ac;
1101     Int_t an;
1102     Int_t mask;
1103     Int_t supp; // suppression of the current channel (low active)
1104
1105     // ----- first channel -----
1106     iAdc = 0;
1107
1108     ap = 0;               // previous
1109     ac = adc[iAdc  ][it]; // current
1110     an = adc[iAdc+1][it]; // next
1111
1112     mask  = ( ac >=  ap && ac >=  an ) ? 0 : 0x1; // peak center detection
1113     mask += ( ap + ac + an > eBIT )    ? 0 : 0x2; // cluster
1114     mask += ( ac > eBIS )              ? 0 : 0x4; // absolute large peak
1115
1116     supp = (eBIL >> mask) & 1;
1117
1118     fZSMap[iAdc] &= ~((1-supp) << it);
1119     if( eBIN == 0 ) {  // neighbour sensitivity
1120       fZSMap[iAdc+1] &= ~((1-supp) << it);
1121     }
1122
1123     // ----- last channel -----
1124     iAdc = fgkNADC - 1;
1125
1126     ap = adc[iAdc-1][it]; // previous
1127     ac = adc[iAdc  ][it]; // current
1128     an = 0;               // next
1129
1130     mask  = ( ac >=  ap && ac >=  an ) ? 0 : 0x1; // peak center detection
1131     mask += ( ap + ac + an > eBIT )    ? 0 : 0x2; // cluster
1132     mask += ( ac > eBIS )              ? 0 : 0x4; // absolute large peak
1133
1134     supp = (eBIL >> mask) & 1;
1135
1136     fZSMap[iAdc] &= ~((1-supp) << it);
1137     if( eBIN == 0 ) {  // neighbour sensitivity
1138       fZSMap[iAdc-1] &= ~((1-supp) << it);
1139     }
1140
1141     // ----- middle channels -----
1142     for( iAdc = 1 ; iAdc < fgkNADC-1; iAdc++ ) {
1143       ap = adc[iAdc-1][it]; // previous
1144       ac = adc[iAdc  ][it]; // current
1145       an = adc[iAdc+1][it]; // next
1146
1147       mask  = ( ac >=  ap && ac >=  an ) ? 0 : 0x1; // peak center detection
1148       mask += ( ap + ac + an > eBIT )    ? 0 : 0x2; // cluster
1149       mask += ( ac > eBIS )              ? 0 : 0x4; // absolute large peak
1150
1151       supp = (eBIL >> mask) & 1;
1152
1153       fZSMap[iAdc] &= ~((1-supp) << it);
1154       if( eBIN == 0 ) {  // neighbour sensitivity
1155         fZSMap[iAdc-1] &= ~((1-supp) << it);
1156         fZSMap[iAdc+1] &= ~((1-supp) << it);
1157       }
1158     }
1159
1160   }
1161 }
1162
1163 void AliTRDmcmSim::AddHitToFitreg(Int_t adc, UShort_t timebin, UShort_t qtot, Short_t ypos, Int_t label[])
1164 {
1165   // Add the given hit to the fit register which is lateron used for
1166   // the tracklet calculation.
1167   // In addition to the fit sums in the fit register MC information
1168   // is stored.
1169
1170   if ((timebin >= fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPQS0, fDetector, fRobPos, fMcmPos)) &&
1171       (timebin <  fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPQE0, fDetector, fRobPos, fMcmPos)))
1172     fFitReg[adc].fQ0 += qtot;
1173
1174   if ((timebin >= fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPQS1, fDetector, fRobPos, fMcmPos)) &&
1175       (timebin <  fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPQE1, fDetector, fRobPos, fMcmPos)))
1176     fFitReg[adc].fQ1 += qtot;
1177
1178   if ((timebin >= fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPFS, fDetector, fRobPos, fMcmPos) ) &&
1179       (timebin <  fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPFE, fDetector, fRobPos, fMcmPos)))
1180   {
1181     fFitReg[adc].fSumX  += timebin;
1182     fFitReg[adc].fSumX2 += timebin*timebin;
1183     fFitReg[adc].fNhits++;
1184     fFitReg[adc].fSumY  += ypos;
1185     fFitReg[adc].fSumY2 += ypos*ypos;
1186     fFitReg[adc].fSumXY += timebin*ypos;
1187     AliDebug(10, Form("fitreg[%2i] in timebin %2i: X=%i, X2=%i, N=%i, Y=%i, Y2=%i, XY=%i, Q0=%i, Q1=%i",
1188                       adc, timebin, fFitReg[adc].fSumX, fFitReg[adc].fSumX2, fFitReg[adc].fNhits,
1189                       fFitReg[adc].fSumY, fFitReg[adc].fSumY2, fFitReg[adc].fSumXY, fFitReg[adc].fQ0, fFitReg[adc].fQ1));
1190   }
1191
1192   // register hits (MC info)
1193   fHits[fNHits].fChannel = adc;
1194   fHits[fNHits].fQtot = qtot;
1195   fHits[fNHits].fYpos = ypos;
1196   fHits[fNHits].fTimebin = timebin;
1197   fHits[fNHits].fLabel[0] = label[0];
1198   fHits[fNHits].fLabel[1] = label[1];
1199   fHits[fNHits].fLabel[2] = label[2];
1200   fNHits++;
1201 }
1202
1203 void AliTRDmcmSim::CalcFitreg()
1204 {
1205   // Preprocessing.
1206   // Detect the hits and fill the fit registers.
1207   // Requires 12-bit data from fADCF which means Filter()
1208   // has to be called before even if all filters are bypassed.
1209
1210   //??? to be clarified:
1211   UInt_t adcMask = 0xffffffff;
1212
1213   UShort_t timebin, adcch, adcLeft, adcCentral, adcRight, hitQual, timebin1, timebin2, qtotTemp;
1214   Short_t ypos, fromLeft, fromRight, found;
1215   UShort_t qTotal[19+1]; // the last is dummy
1216   UShort_t marked[6], qMarked[6], worse1, worse2;
1217
1218   timebin1 = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPFS, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
1219   if (fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPQS0, fDetector, fRobPos, fMcmPos)
1220       < timebin1)
1221     timebin1 = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPQS0, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
1222   timebin2 = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPFE, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
1223   if (fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPQE1, fDetector, fRobPos, fMcmPos)
1224       > timebin2)
1225     timebin2 = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPQE1, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
1226
1227   // reset the fit registers
1228   fNHits = 0;
1229   for (adcch = 0; adcch < fgkNADC-2; adcch++) // due to border channels
1230   {
1231     fFitReg[adcch].fNhits = 0;
1232     fFitReg[adcch].fQ0    = 0;
1233     fFitReg[adcch].fQ1    = 0;
1234     fFitReg[adcch].fSumX  = 0;
1235     fFitReg[adcch].fSumY  = 0;
1236     fFitReg[adcch].fSumX2 = 0;
1237     fFitReg[adcch].fSumY2 = 0;
1238     fFitReg[adcch].fSumXY = 0;
1239   }
1240
1241   for (timebin = timebin1; timebin < timebin2; timebin++)
1242   {
1243     // first find the hit candidates and store the total cluster charge in qTotal array
1244     // in case of not hit store 0 there.
1245     for (adcch = 0; adcch < fgkNADC-2; adcch++) {
1246       if ( ( (adcMask >> adcch) & 7) == 7) //??? all 3 channels are present in case of ZS
1247       {
1248         adcLeft  = fADCF[adcch  ][timebin];
1249         adcCentral  = fADCF[adcch+1][timebin];
1250         adcRight = fADCF[adcch+2][timebin];
1251         if (fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPVBY, fDetector, fRobPos, fMcmPos) == 1)
1252           hitQual = ( (adcLeft * adcRight) <
1253                        (fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPVT, fDetector, fRobPos, fMcmPos) * adcCentral) );
1254         else
1255           hitQual = 1;
1256         // The accumulated charge is with the pedestal!!!
1257         qtotTemp = adcLeft + adcCentral + adcRight;
1258         if ( (hitQual) &&
1259              (qtotTemp >= fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPHT, fDetector, fRobPos, fMcmPos)) &&
1260              (adcLeft <= adcCentral) &&
1261              (adcCentral > adcRight) )
1262           qTotal[adcch] = qtotTemp;
1263         else
1264           qTotal[adcch] = 0;
1265       }
1266       else
1267         qTotal[adcch] = 0; //jkl
1268       if (qTotal[adcch] != 0)
1269         AliDebug(10,Form("ch %2d   qTotal %5d",adcch, qTotal[adcch]));
1270     }
1271
1272     fromLeft = -1;
1273     adcch = 0;
1274     found = 0;
1275     marked[4] = 19; // invalid channel
1276     marked[5] = 19; // invalid channel
1277     qTotal[19] = 0;
1278     while ((adcch < 16) && (found < 3))
1279     {
1280       if (qTotal[adcch] > 0)
1281       {
1282         fromLeft = adcch;
1283         marked[2*found+1]=adcch;
1284         found++;
1285       }
1286       adcch++;
1287     }
1288
1289     fromRight = -1;
1290     adcch = 18;
1291     found = 0;
1292     while ((adcch > 2) && (found < 3))
1293     {
1294       if (qTotal[adcch] > 0)
1295       {
1296         marked[2*found]=adcch;
1297         found++;
1298         fromRight = adcch;
1299       }
1300       adcch--;
1301     }
1302
1303     AliDebug(10,Form("Fromleft=%d, Fromright=%d",fromLeft, fromRight));
1304     // here mask the hit candidates in the middle, if any
1305     if ((fromLeft >= 0) && (fromRight >= 0) && (fromLeft < fromRight))
1306       for (adcch = fromLeft+1; adcch < fromRight; adcch++)
1307         qTotal[adcch] = 0;
1308
1309     found = 0;
1310     for (adcch = 0; adcch < 19; adcch++)
1311       if (qTotal[adcch] > 0) found++;
1312     // NOT READY
1313
1314     if (found > 4) // sorting like in the TRAP in case of 5 or 6 candidates!
1315     {
1316       if (marked[4] == marked[5]) marked[5] = 19;
1317       for (found=0; found<6; found++)
1318       {
1319         qMarked[found] = qTotal[marked[found]] >> 4;
1320         AliDebug(10,Form("ch_%d qTotal %d qTotals %d",marked[found],qTotal[marked[found]],qMarked[found]));
1321       }
1322
1323       Sort6To2Worst(marked[0], marked[3], marked[4], marked[1], marked[2], marked[5],
1324                     qMarked[0],
1325                     qMarked[3],
1326                     qMarked[4],
1327                     qMarked[1],
1328                     qMarked[2],
1329                     qMarked[5],
1330                     &worse1, &worse2);
1331       // Now mask the two channels with the smallest charge
1332       if (worse1 < 19)
1333       {
1334         qTotal[worse1] = 0;
1335         AliDebug(10,Form("Kill ch %d\n",worse1));
1336       }
1337       if (worse2 < 19)
1338       {
1339         qTotal[worse2] = 0;
1340         AliDebug(10,Form("Kill ch %d\n",worse2));
1341       }
1342     }
1343
1344     for (adcch = 0; adcch < 19; adcch++) {
1345       if (qTotal[adcch] > 0) // the channel is marked for processing
1346       {
1347         adcLeft  = fADCF[adcch  ][timebin];
1348         adcCentral  = fADCF[adcch+1][timebin];
1349         adcRight = fADCF[adcch+2][timebin];
1350         // hit detected, in TRAP we have 4 units and a hit-selection, here we proceed all channels!
1351         // subtract the pedestal TPFP, clipping instead of wrapping
1352
1353         Int_t regTPFP = fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPFP, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
1354         AliDebug(10, Form("Hit found, time=%d, adcch=%d/%d/%d, adc values=%d/%d/%d, regTPFP=%d, TPHT=%d\n",
1355                timebin, adcch, adcch+1, adcch+2, adcLeft, adcCentral, adcRight, regTPFP,
1356                fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPHT, fDetector, fRobPos, fMcmPos)));
1357
1358         if (adcLeft  < regTPFP) adcLeft  = 0; else adcLeft  -= regTPFP;
1359         if (adcCentral  < regTPFP) adcCentral  = 0; else adcCentral  -= regTPFP;
1360         if (adcRight < regTPFP) adcRight = 0; else adcRight -= regTPFP;
1361
1362         // Calculate the center of gravity
1363         // checking for adcCentral != 0 (in case of "bad" configuration)
1364         if (adcCentral == 0)
1365           continue;
1366         ypos = 128*(adcRight - adcLeft) / adcCentral;
1367         if (ypos < 0) ypos = -ypos;
1368         // make the correction using the position LUT
1369         ypos = ypos + fTrapConfig->GetTrapReg((AliTRDtrapConfig::TrapReg_t) (AliTRDtrapConfig::kTPL00 + (ypos & 0x7F)),
1370                                               fDetector, fRobPos, fMcmPos);
1371         if (adcLeft > adcRight) ypos = -ypos;
1372
1373         // label calculation (up to 3)
1374         Int_t mcLabel[] = {-1, -1, -1};
1375         if (fDigitsManager) {
1376           const Int_t maxLabels = 9;
1377           Int_t label[maxLabels] = { 0 }; // up to 9 different labels possible
1378           Int_t count[maxLabels] = { 0 };
1379           Int_t nLabels = 0;
1380           Int_t padcol[3];
1381           padcol[0] = fFeeParam->GetPadColFromADC(fRobPos, fMcmPos, adcch);
1382           padcol[1] = fFeeParam->GetPadColFromADC(fRobPos, fMcmPos, adcch+1);
1383           padcol[2] = fFeeParam->GetPadColFromADC(fRobPos, fMcmPos, adcch+2);
1384           Int_t padrow = fFeeParam->GetPadRowFromMCM(fRobPos, fMcmPos);
1385           for (Int_t iDict = 0; iDict < 3; iDict++) {
1386             if (!fDict[iDict])
1387               continue;
1388             for (Int_t iPad = 0; iPad < 3; iPad++) {
1389               if (padcol[iPad] < 0)
1390                 continue;
1391               Int_t currLabel = fDict[iDict]->GetData(padrow, padcol[iPad], timebin);
1392               AliDebug(10, Form("Read label: %4i for det: %3i, row: %i, col: %i, tb: %i\n", currLabel, fDetector, padrow, padcol[iPad], timebin));
1393               for (Int_t iLabel = 0; iLabel < nLabels; iLabel++) {
1394                 if (currLabel == label[iLabel]) {
1395                   count[iLabel]++;
1396                   currLabel = -1;
1397                   break;
1398                 }
1399               }
1400               if (currLabel >= 0) {
1401                 label[nLabels] = currLabel;
1402                 count[nLabels] = 1;
1403                 nLabels++;
1404               }
1405             }
1406           }
1407           Int_t index[2*maxLabels];
1408           TMath::Sort(maxLabels, count, index);
1409           for (Int_t i = 0; i < 3; i++) {
1410             if (count[index[i]] <= 0)
1411               break;
1412             mcLabel[i] = label[index[i]];
1413           }
1414         }
1415
1416         // add the hit to the fitregister
1417         AddHitToFitreg(adcch, timebin, qTotal[adcch] >> fgkAddDigits, ypos, mcLabel);
1418       }
1419     }
1420   }
1421
1422   for (Int_t iAdc = 0; iAdc < fgkNADC; iAdc++) {
1423     if (fFitReg[iAdc].fNhits != 0) {
1424       AliDebug(2, Form("fitreg[%i]: nHits = %i, sumX = %i, sumY = %i, sumX2 = %i, sumY2 = %i, sumXY = %i", iAdc,
1425                        fFitReg[iAdc].fNhits,
1426                        fFitReg[iAdc].fSumX,
1427                        fFitReg[iAdc].fSumY,
1428                        fFitReg[iAdc].fSumX2,
1429                        fFitReg[iAdc].fSumY2,
1430                        fFitReg[iAdc].fSumXY
1431                  ));
1432     }
1433   }
1434 }
1435
1436 void AliTRDmcmSim::TrackletSelection()
1437 {
1438   // Select up to 4 tracklet candidates from the fit registers
1439   // and assign them to the CPUs.
1440
1441   UShort_t adcIdx, i, j, ntracks, tmp;
1442   UShort_t trackletCand[18][2]; // store the adcch[0] and number of hits[1] for all tracklet candidates
1443
1444   ntracks = 0;
1445   for (adcIdx = 0; adcIdx < 18; adcIdx++) // ADCs
1446     if ( (fFitReg[adcIdx].fNhits
1447           >= fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPCL, fDetector, fRobPos, fMcmPos)) &&
1448          (fFitReg[adcIdx].fNhits+fFitReg[adcIdx+1].fNhits
1449           >= fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPCT, fDetector, fRobPos, fMcmPos)))
1450     {
1451       trackletCand[ntracks][0] = adcIdx;
1452       trackletCand[ntracks][1] = fFitReg[adcIdx].fNhits+fFitReg[adcIdx+1].fNhits;
1453       AliDebug(10,Form("%d  %2d %4d\n", ntracks, trackletCand[ntracks][0], trackletCand[ntracks][1]));
1454       ntracks++;
1455     };
1456
1457   for (i=0; i<ntracks;i++)
1458     AliDebug(10,Form("%d %d %d\n",i,trackletCand[i][0], trackletCand[i][1]));
1459
1460   if (ntracks > 4)
1461   {
1462     // primitive sorting according to the number of hits
1463     for (j = 0; j < (ntracks-1); j++)
1464     {
1465       for (i = j+1; i < ntracks; i++)
1466       {
1467         if ( (trackletCand[j][1]  < trackletCand[i][1]) ||
1468              ( (trackletCand[j][1] == trackletCand[i][1]) && (trackletCand[j][0] < trackletCand[i][0]) ) )
1469         {
1470           // swap j & i
1471           tmp = trackletCand[j][1];
1472           trackletCand[j][1] = trackletCand[i][1];
1473           trackletCand[i][1] = tmp;
1474           tmp = trackletCand[j][0];
1475           trackletCand[j][0] = trackletCand[i][0];
1476           trackletCand[i][0] = tmp;
1477         }
1478       }
1479     }
1480     ntracks = 4; // cut the rest, 4 is the max
1481   }
1482   // else is not necessary to sort
1483
1484   // now sort, so that the first tracklet going to CPU0 corresponds to the highest adc channel - as in the TRAP
1485   for (j = 0; j < (ntracks-1); j++)
1486   {
1487     for (i = j+1; i < ntracks; i++)
1488     {
1489       if (trackletCand[j][0] < trackletCand[i][0])
1490       {
1491         // swap j & i
1492         tmp = trackletCand[j][1];
1493         trackletCand[j][1] = trackletCand[i][1];
1494         trackletCand[i][1] = tmp;
1495         tmp = trackletCand[j][0];
1496         trackletCand[j][0] = trackletCand[i][0];
1497         trackletCand[i][0] = tmp;
1498       }
1499     }
1500   }
1501   for (i = 0; i < ntracks; i++)  // CPUs with tracklets.
1502     fFitPtr[i] = trackletCand[i][0]; // pointer to the left channel with tracklet for CPU[i]
1503   for (i = ntracks; i < 4; i++)  // CPUs without tracklets
1504     fFitPtr[i] = 31;            // pointer to the left channel with tracklet for CPU[i] = 31 (invalid)
1505   AliDebug(10,Form("found %i tracklet candidates\n", ntracks));
1506   for (i = 0; i < 4; i++)
1507     AliDebug(10,Form("fitPtr[%i]: %i\n", i, fFitPtr[i]));
1508 }
1509
1510 void AliTRDmcmSim::FitTracklet()
1511 {
1512   // Perform the actual tracklet fit based on the fit sums
1513   // which have been filled in the fit registers.
1514
1515   // parameters in fitred.asm (fit program)
1516   Int_t rndAdd = 0;
1517   Int_t decPlaces = 5; // must be larger than 1 or change the following code
1518   // if (decPlaces >  1)
1519     rndAdd = (1 << (decPlaces-1)) + 1;
1520   // else if (decPlaces == 1)
1521   //   rndAdd = 1;
1522
1523   Int_t ndriftDp = 5;  // decimal places for drift time
1524   Long64_t shift = ((Long64_t) 1 << 32);
1525
1526   // calculated in fitred.asm
1527   Int_t padrow = ((fRobPos >> 1) << 2) | (fMcmPos >> 2);
1528   Int_t yoffs = (((((fRobPos & 0x1) << 2) + (fMcmPos & 0x3)) * 18) << 8) -
1529     ((18*4*2 - 18*2 - 1) << 7);
1530   yoffs = yoffs << decPlaces; // holds position of ADC channel 1
1531   Int_t layer = fDetector % 6;
1532   UInt_t scaleY = (UInt_t) ((0.635 + 0.03 * layer)/(256.0 * 160.0e-4) * shift);
1533   UInt_t scaleD = (UInt_t) ((0.635 + 0.03 * layer)/(256.0 * 140.0e-4) * shift);
1534
1535   Int_t deflCorr = (Int_t) fTrapConfig->GetDmemUnsigned(AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrDeflCorr, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
1536   Int_t ndrift   = (Int_t) fTrapConfig->GetDmemUnsigned(AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrNdrift, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
1537
1538   // local variables for calculation
1539   Long64_t mult, temp, denom; //???
1540   UInt_t q0, q1, pid;             // charges in the two windows and total charge
1541   UShort_t nHits;                 // number of hits
1542   Int_t slope, offset;            // slope and offset of the tracklet
1543   Int_t sumX, sumY, sumXY, sumX2; // fit sums from fit registers
1544   Int_t sumY2;                // not used in the current TRAP program, now used for error calculation (simulation only)
1545   Float_t fitError, fitSlope, fitOffset;
1546   FitReg_t *fit0, *fit1;          // pointers to relevant fit registers
1547
1548 //  const uint32_t OneDivN[32] = {  // 2**31/N : exactly like in the TRAP, the simple division here gives the same result!
1549 //      0x00000000, 0x80000000, 0x40000000, 0x2AAAAAA0, 0x20000000, 0x19999990, 0x15555550, 0x12492490,
1550 //      0x10000000, 0x0E38E380, 0x0CCCCCC0, 0x0BA2E8B0, 0x0AAAAAA0, 0x09D89D80, 0x09249240, 0x08888880,
1551 //      0x08000000, 0x07878780, 0x071C71C0, 0x06BCA1A0, 0x06666660, 0x06186180, 0x05D17450, 0x0590B210,
1552 //      0x05555550, 0x051EB850, 0x04EC4EC0, 0x04BDA120, 0x04924920, 0x0469EE50, 0x04444440, 0x04210840};
1553
1554   for (Int_t cpu = 0; cpu < 4; cpu++) {
1555     if (fFitPtr[cpu] == 31)
1556     {
1557       fMCMT[cpu] = 0x10001000; //??? AliTRDfeeParam::GetTrackletEndmarker();
1558     }
1559     else
1560     {
1561       fit0 = &fFitReg[fFitPtr[cpu]  ];
1562       fit1 = &fFitReg[fFitPtr[cpu]+1]; // next channel
1563
1564       mult = 1;
1565       mult = mult << (32 + decPlaces);
1566       mult = -mult;
1567
1568       // Merging
1569       nHits   = fit0->fNhits + fit1->fNhits; // number of hits
1570       sumX    = fit0->fSumX  + fit1->fSumX;
1571       sumX2   = fit0->fSumX2 + fit1->fSumX2;
1572       denom   = ((Long64_t) nHits)*((Long64_t) sumX2) - ((Long64_t) sumX)*((Long64_t) sumX);
1573
1574       mult    = mult / denom; // exactly like in the TRAP program
1575       q0      = fit0->fQ0    + fit1->fQ0;
1576       q1      = fit0->fQ1    + fit1->fQ1;
1577       sumY    = fit0->fSumY  + fit1->fSumY  + 256*fit1->fNhits;
1578       sumXY   = fit0->fSumXY + fit1->fSumXY + 256*fit1->fSumX;
1579       sumY2   = fit0->fSumY2 + fit1->fSumY2 + 512*fit1->fSumY + 256*256*fit1->fNhits;
1580
1581       slope   = nHits*sumXY - sumX * sumY;
1582       offset  = sumX2*sumY  - sumX * sumXY;
1583       temp    = mult * slope;
1584       slope   = temp >> 32; // take the upper 32 bits
1585       slope   = -slope;
1586       temp    = mult * offset;
1587       offset  = temp >> 32; // take the upper 32 bits
1588
1589       offset = offset + yoffs;
1590       AliDebug(10, Form("slope = %i, slope * ndrift = %i, deflCorr: %i",
1591                        slope, slope * ndrift, deflCorr));
1592       slope  = ((slope * ndrift) >> ndriftDp) + deflCorr;
1593       offset = offset - (fFitPtr[cpu] << (8 + decPlaces));
1594
1595       temp    = slope;
1596       temp    = temp * scaleD;
1597       slope   = (temp >> 32);
1598       temp    = offset;
1599       temp    = temp * scaleY;
1600       offset  = (temp >> 32);
1601
1602       // rounding, like in the TRAP
1603       slope   = (slope  + rndAdd) >> decPlaces;
1604       offset  = (offset + rndAdd) >> decPlaces;
1605
1606       AliDebug(5, Form("Det: %3i, ROB: %i, MCM: %2i: deflection: %i, min: %i, max: %i",
1607                        fDetector, fRobPos, fMcmPos, slope,
1608                        (Int_t) fTrapConfig->GetDmemUnsigned(AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrDeflCutStart     + 2*fFitPtr[cpu], fDetector, fRobPos, fMcmPos),
1609                        (Int_t) fTrapConfig->GetDmemUnsigned(AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrDeflCutStart + 1 + 2*fFitPtr[cpu], fDetector, fRobPos, fMcmPos)));
1610
1611       AliDebug(5, Form("Fit sums: x = %i, X = %i, y = %i, Y = %i, Z = %i",
1612                        sumX, sumX2, sumY, sumY2, sumXY));
1613
1614       fitSlope  = (Float_t) (nHits * sumXY - sumX * sumY) / (nHits * sumX2 - sumX*sumX);
1615
1616       fitOffset = (Float_t) (sumX2 * sumY - sumX * sumXY) / (nHits * sumX2 - sumX*sumX);
1617
1618       Float_t sx  = (Float_t) sumX;
1619       Float_t sx2 = (Float_t) sumX2;
1620       Float_t sy  = (Float_t) sumY;
1621       Float_t sy2 = (Float_t) sumY2;
1622       Float_t sxy = (Float_t) sumXY;
1623       fitError = sy2 - (sx2 * sy*sy - 2 * sx * sxy * sy + nHits * sxy*sxy) / (nHits * sx2 - sx*sx);
1624       //fitError = (Float_t) sumY2 - (Float_t) (sumY*sumY) / nHits - fitSlope * ((Float_t) (sumXY - sumX*sumY) / nHits);
1625
1626       Bool_t rejected = kFALSE;
1627       // deflection range table from DMEM
1628       if ((slope < ((Int_t) fTrapConfig->GetDmemUnsigned(AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrDeflCutStart     + 2*fFitPtr[cpu], fDetector, fRobPos, fMcmPos))) ||
1629           (slope > ((Int_t) fTrapConfig->GetDmemUnsigned(AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrDeflCutStart + 1 + 2*fFitPtr[cpu], fDetector, fRobPos, fMcmPos))))
1630         rejected = kTRUE;
1631
1632       if (rejected && GetApplyCut())
1633       {
1634         fMCMT[cpu] = 0x10001000; //??? AliTRDfeeParam::GetTrackletEndmarker();
1635       }
1636       else
1637       {
1638         if (slope > 63 || slope < -64) { // wrapping in TRAP!
1639           AliDebug(1,Form("Overflow in slope: %i, tracklet discarded!", slope));
1640           fMCMT[cpu] = 0x10001000;
1641           continue;
1642         }
1643
1644         slope   = slope  &   0x7F; // 7 bit
1645
1646         if (offset > 0xfff || offset < -0xfff)
1647           AliWarning("Overflow in offset");
1648         offset  = offset & 0x1FFF; // 13 bit
1649
1650         pid = GetPID(q0, q1);
1651
1652         if (pid > 0xff)
1653           AliWarning("Overflow in PID");
1654         pid  = pid & 0xFF; // 8 bit, exactly like in the TRAP program
1655
1656         // assemble and store the tracklet word
1657         fMCMT[cpu] = (pid << 24) | (padrow << 20) | (slope << 13) | offset;
1658
1659         // calculate MC label
1660         Int_t mcLabel[] = { -1, -1, -1};
1661         Int_t nHits0 = 0;
1662         Int_t nHits1 = 0;
1663         if (fDigitsManager) {
1664           const Int_t maxLabels = 30;
1665           Int_t label[maxLabels] = {0}; // up to 30 different labels possible
1666           Int_t count[maxLabels] = {0};
1667           Int_t nLabels = 0;
1668           for (Int_t iHit = 0; iHit < fNHits; iHit++) {
1669             if ((fHits[iHit].fChannel - fFitPtr[cpu] < 0) ||
1670                 (fHits[iHit].fChannel - fFitPtr[cpu] > 1))
1671               continue;
1672
1673             // counting contributing hits
1674             if (fHits[iHit].fTimebin >= fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPQS0, fDetector, fRobPos, fMcmPos) &&
1675                 fHits[iHit].fTimebin <  fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPQE0, fDetector, fRobPos, fMcmPos))
1676               nHits0++;
1677             if (fHits[iHit].fTimebin >= fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPQS1, fDetector, fRobPos, fMcmPos) &&
1678                 fHits[iHit].fTimebin <  fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kTPQE1, fDetector, fRobPos, fMcmPos))
1679               nHits1++;
1680
1681             for (Int_t i = 0; i < 3; i++) {
1682               Int_t currLabel = fHits[iHit].fLabel[i];
1683               for (Int_t iLabel = 0; iLabel < nLabels; iLabel++) {
1684                 if (currLabel == label[iLabel]) {
1685                   count[iLabel]++;
1686                   currLabel = -1;
1687                   break;
1688                 }
1689               }
1690               if (currLabel >= 0 && nLabels < maxLabels) {
1691                 label[nLabels] = currLabel;
1692                 count[nLabels]++;
1693                 nLabels++;
1694               }
1695             }
1696           }
1697           Int_t index[2*maxLabels];
1698           TMath::Sort(maxLabels, count, index);
1699           for (Int_t i = 0; i < 3; i++) {
1700             if (count[index[i]] <= 0)
1701               break;
1702             mcLabel[i] = label[index[i]];
1703           }
1704         }
1705         new ((*fTrackletArray)[fTrackletArray->GetEntriesFast()]) AliTRDtrackletMCM((UInt_t) fMCMT[cpu], fDetector*2 + fRobPos%2, fRobPos, fMcmPos);
1706         ((AliTRDtrackletMCM*) (*fTrackletArray)[fTrackletArray->GetEntriesFast()-1])->SetLabel(mcLabel);
1707
1708
1709         ((AliTRDtrackletMCM*) (*fTrackletArray)[fTrackletArray->GetEntriesFast()-1])->SetNHits(fit0->fNhits + fit1->fNhits);
1710         ((AliTRDtrackletMCM*) (*fTrackletArray)[fTrackletArray->GetEntriesFast()-1])->SetNHits0(nHits0);
1711         ((AliTRDtrackletMCM*) (*fTrackletArray)[fTrackletArray->GetEntriesFast()-1])->SetNHits1(nHits1);
1712         ((AliTRDtrackletMCM*) (*fTrackletArray)[fTrackletArray->GetEntriesFast()-1])->SetQ0(q0);
1713         ((AliTRDtrackletMCM*) (*fTrackletArray)[fTrackletArray->GetEntriesFast()-1])->SetQ1(q1);
1714         ((AliTRDtrackletMCM*) (*fTrackletArray)[fTrackletArray->GetEntriesFast()-1])->SetSlope(fitSlope);
1715         ((AliTRDtrackletMCM*) (*fTrackletArray)[fTrackletArray->GetEntriesFast()-1])->SetOffset(fitOffset);
1716         ((AliTRDtrackletMCM*) (*fTrackletArray)[fTrackletArray->GetEntriesFast()-1])->SetError(TMath::Sqrt(TMath::Abs(fitError)/nHits));
1717
1718 //      // cluster information
1719 //      Float_t *res = new Float_t[nHits];
1720 //      Float_t *qtot = new Float_t[nHits];
1721 //      Int_t nCls = 0;
1722 //      for (Int_t iHit = 0; iHit < fNHits; iHit++) {
1723 //        // check if hit contributes
1724 //        if (fHits[iHit].fChannel == fFitPtr[cpu]) {
1725 //          res[nCls] = fHits[iHit].fYpos - (fitSlope * fHits[iHit].fTimebin + fitOffset);
1726 //          qtot[nCls] = fHits[iHit].fQtot;
1727 //          nCls++;
1728 //        }
1729 //        else if (fHits[iHit].fChannel == fFitPtr[cpu] + 1) {
1730 //          res[nCls] = fHits[iHit].fYpos + 256 - (fitSlope * fHits[iHit].fTimebin + fitOffset);
1731 //          qtot[nCls] = fHits[iHit].fQtot;
1732 //          nCls++;
1733 //        }
1734 //      }
1735 //        ((AliTRDtrackletMCM*) (*fTrackletArray)[fTrackletArray->GetEntriesFast()-1])->SetClusters(res, qtot, nCls);
1736 //      delete [] res;
1737 //      delete [] qtot;
1738
1739         if (fitError < 0)
1740           AliError(Form("Strange fit error: %f from Sx: %i, Sy: %i, Sxy: %i, Sx2: %i, Sy2: %i, nHits: %i",
1741                         fitError, sumX, sumY, sumXY, sumX2, sumY2, nHits));
1742         AliDebug(3, Form("fit slope: %f, offset: %f, error: %f",
1743                          fitSlope, fitOffset, TMath::Sqrt(TMath::Abs(fitError)/nHits)));
1744       }
1745     }
1746   }
1747 }
1748
1749 void AliTRDmcmSim::Tracklet()
1750 {
1751   // Run the tracklet calculation by calling sequentially:
1752   // CalcFitreg(); TrackletSelection(); FitTracklet()
1753   // and store the tracklets
1754
1755   if (!fInitialized) {
1756     AliError("Called uninitialized! Nothing done!");
1757     return;
1758   }
1759
1760   fTrackletArray->Delete();
1761
1762   CalcFitreg();
1763   if (fNHits == 0)
1764     return;
1765   TrackletSelection();
1766   FitTracklet();
1767 }
1768
1769 Bool_t AliTRDmcmSim::StoreTracklets()
1770 {
1771   // store the found tracklets via the loader
1772
1773   if (fTrackletArray->GetEntriesFast() == 0)
1774     return kTRUE;
1775
1776   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
1777   AliDataLoader *dl = 0x0;
1778   if (rl)
1779     dl = rl->GetLoader("TRDLoader")->GetDataLoader("tracklets");
1780   if (!dl) {
1781     AliError("Could not get the tracklets data loader!");
1782     return kFALSE;
1783   }
1784
1785   TTree *trackletTree = dl->Tree();
1786   if (!trackletTree) {
1787     dl->MakeTree();
1788     trackletTree = dl->Tree();
1789   }
1790
1791   AliTRDtrackletMCM *trkl = 0x0;
1792   TBranch *trkbranch = trackletTree->GetBranch(fTrklBranchName.Data());
1793   if (!trkbranch)
1794     trkbranch = trackletTree->Branch(fTrklBranchName.Data(), "AliTRDtrackletMCM", &trkl, 32000);
1795
1796   for (Int_t iTracklet = 0; iTracklet < fTrackletArray->GetEntriesFast(); iTracklet++) {
1797     trkl = ((AliTRDtrackletMCM*) (*fTrackletArray)[iTracklet]);
1798     trkbranch->SetAddress(&trkl);
1799     trkbranch->Fill();
1800   }
1801
1802   return kTRUE;
1803 }
1804
1805 void AliTRDmcmSim::WriteData(AliTRDarrayADC *digits)
1806 {
1807   // write back the processed data configured by EBSF
1808   // EBSF = 1: unfiltered data; EBSF = 0: filtered data
1809   // zero-suppressed valued are written as -1 to digits
1810
1811   if( !CheckInitialized() )
1812     return;
1813
1814   Int_t offset = (fMcmPos % 4 + 1) * 21 + (fRobPos % 2) * 84 - 1;
1815
1816   if (fTrapConfig->GetTrapReg(AliTRDtrapConfig::kEBSF, fDetector, fRobPos, fMcmPos) != 0) // store unfiltered data
1817   {
1818     for (Int_t iAdc = 0; iAdc < fgkNADC; iAdc++) {
1819       if (~fZSMap[iAdc] == 0) {
1820         for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fNTimeBin; iTimeBin++) {
1821           digits->SetDataByAdcCol(GetRow(), offset - iAdc, iTimeBin, -1);
1822         }
1823       }
1824       else if (iAdc < 2 || iAdc == 20) {
1825         for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fNTimeBin; iTimeBin++) {
1826           digits->SetDataByAdcCol(GetRow(), offset - iAdc, iTimeBin, (fADCR[iAdc][iTimeBin] >> fgkAddDigits) - fgAddBaseline);
1827         }
1828       }
1829     }
1830   }
1831   else {
1832     for (Int_t iAdc = 0; iAdc < fgkNADC; iAdc++) {
1833       if (~fZSMap[iAdc] != 0) {
1834         for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fNTimeBin; iTimeBin++) {
1835           digits->SetDataByAdcCol(GetRow(), offset - iAdc, iTimeBin, (fADCF[iAdc][iTimeBin] >> fgkAddDigits) - fgAddBaseline);
1836         }
1837       }
1838       else {
1839         for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fNTimeBin; iTimeBin++) {
1840           digits->SetDataByAdcCol(GetRow(), offset - iAdc, iTimeBin, -1);
1841         }
1842       }
1843     }
1844   }
1845 }
1846
1847
1848 // ******************************
1849 // PID section
1850 //
1851 // Memory area for the LUT: 0xC100 to 0xC3FF
1852 //
1853 // The addresses for the parameters (the order is optimized for maximum calculation speed in the MCMs):
1854 // 0xC028: cor1
1855 // 0xC029: nBins(sF)
1856 // 0xC02A: cor0
1857 // 0xC02B: TableLength
1858 // Defined in AliTRDtrapConfig.h
1859 //
1860 // The algorithm implemented in the TRAP program of the MCMs (Venelin Angelov)
1861 //  1) set the read pointer to the beginning of the Parameters in DMEM
1862 //  2) shift right the FitReg with the Q0 + (Q1 << 16) to get Q1
1863 //  3) read cor1 with rpointer++
1864 //  4) start cor1*Q1
1865 //  5) read nBins with rpointer++
1866 //  6) start nBins*cor1*Q1
1867 //  7) read cor0 with rpointer++
1868 //  8) swap hi-low parts in FitReg, now is Q1 + (Q0 << 16)
1869 //  9) shift right to get Q0
1870 // 10) start cor0*Q0
1871 // 11) read TableLength
1872 // 12) compare cor0*Q0 with nBins
1873 // 13) if >=, clip cor0*Q0 to nBins-1
1874 // 14) add cor0*Q0 to nBins*cor1*Q1
1875 // 15) compare the result with TableLength
1876 // 16) if >=, clip to TableLength-1
1877 // 17) read from the LUT 8 bits
1878
1879
1880 Int_t AliTRDmcmSim::GetPID(Int_t q0, Int_t q1)
1881 {
1882   // return PID calculated from charges accumulated in two time windows
1883
1884    ULong64_t addrQ0;
1885    ULong64_t addr;
1886
1887    UInt_t nBinsQ0 = fTrapConfig->GetDmemUnsigned(AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrLUTnbins);  // number of bins in q0 / 4 !!
1888    UInt_t pidTotalSize = fTrapConfig->GetDmemUnsigned(AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrLUTLength);
1889    if(nBinsQ0==0 || pidTotalSize==0)  // make sure we don't run into trouble if the value for Q0 is not configured
1890      return 0;                        // Q1 not configured is ok for 1D LUT
1891
1892    ULong_t corrQ0 = fTrapConfig->GetDmemUnsigned(AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrLUTcor0, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
1893    ULong_t corrQ1 = fTrapConfig->GetDmemUnsigned(AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrLUTcor1, fDetector, fRobPos, fMcmPos);
1894    if(corrQ0==0)  // make sure we don't run into trouble if one of the values is not configured
1895       return 0;
1896
1897    addrQ0 = corrQ0;
1898    addrQ0 = (((addrQ0*q0)>>16)>>16); // because addrQ0 = (q0 * corrQ0) >> 32; does not work for unknown reasons
1899
1900    if(addrQ0 >= nBinsQ0) {  // check for overflow
1901       AliDebug(5,Form("Overflow in q0: %llu/4 is bigger then %u", addrQ0, nBinsQ0));
1902       addrQ0 = nBinsQ0 -1;
1903    }
1904
1905    addr = corrQ1;
1906    addr = (((addr*q1)>>16)>>16);
1907    addr = addrQ0 + nBinsQ0*addr; // because addr = addrQ0 + nBinsQ0* (((corrQ1*q1)>>32); does not work
1908
1909    if(addr >= pidTotalSize) {
1910       AliDebug(5,Form("Overflow in q1. Address %llu/4 is bigger then %u", addr, pidTotalSize));
1911       addr = pidTotalSize -1;
1912    }
1913
1914    // For a LUT with 11 input and 8 output bits, the first memory address is set to  LUT[0] | (LUT[1] << 8) | (LUT[2] << 16) | (LUT[3] << 24)
1915    // and so on
1916    UInt_t result = fTrapConfig->GetDmemUnsigned(AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrLUTStart+(addr/4));
1917    return (result>>((addr%4)*8)) & 0xFF;
1918 }
1919
1920
1921
1922 // help functions, to be cleaned up
1923
1924 UInt_t AliTRDmcmSim::AddUintClipping(UInt_t a, UInt_t b, UInt_t nbits) const
1925 {
1926   //
1927   // This function adds a and b (unsigned) and clips to
1928   // the specified number of bits.
1929   //
1930
1931   UInt_t sum = a + b;
1932   if (nbits < 32)
1933   {
1934     UInt_t maxv = (1 << nbits) - 1;;
1935     if (sum > maxv)
1936       sum = maxv;
1937   }
1938   else
1939   {
1940     if ((sum < a) || (sum < b))
1941       sum = 0xFFFFFFFF;
1942   }
1943   return sum;
1944 }
1945
1946 void AliTRDmcmSim::Sort2(UShort_t  idx1i, UShort_t  idx2i, \
1947                             UShort_t  val1i, UShort_t  val2i, \
1948                             UShort_t * const idx1o, UShort_t * const idx2o, \
1949                             UShort_t * const val1o, UShort_t * const val2o) const
1950 {
1951   // sorting for tracklet selection
1952
1953     if (val1i > val2i)
1954     {
1955         *idx1o = idx1i;
1956         *idx2o = idx2i;
1957         *val1o = val1i;
1958         *val2o = val2i;
1959     }
1960     else
1961     {
1962         *idx1o = idx2i;
1963         *idx2o = idx1i;
1964         *val1o = val2i;
1965         *val2o = val1i;
1966     }
1967 }
1968
1969 void AliTRDmcmSim::Sort3(UShort_t  idx1i, UShort_t  idx2i, UShort_t  idx3i, \
1970                             UShort_t  val1i, UShort_t  val2i, UShort_t  val3i, \
1971                             UShort_t * const idx1o, UShort_t * const idx2o, UShort_t * const idx3o, \
1972                             UShort_t * const val1o, UShort_t * const val2o, UShort_t * const val3o)
1973 {
1974   // sorting for tracklet selection
1975
1976     Int_t sel;
1977
1978
1979     if (val1i > val2i) sel=4; else sel=0;
1980     if (val2i > val3i) sel=sel + 2;
1981     if (val3i > val1i) sel=sel + 1;
1982     switch(sel)
1983     {
1984         case 6 : // 1 >  2  >  3            => 1 2 3
1985         case 0 : // 1 =  2  =  3            => 1 2 3 : in this case doesn't matter, but so is in hardware!
1986             *idx1o = idx1i;
1987             *idx2o = idx2i;
1988             *idx3o = idx3i;
1989             *val1o = val1i;
1990             *val2o = val2i;
1991             *val3o = val3i;
1992             break;
1993
1994         case 4 : // 1 >  2, 2 <= 3, 3 <= 1  => 1 3 2
1995             *idx1o = idx1i;
1996             *idx2o = idx3i;
1997             *idx3o = idx2i;
1998             *val1o = val1i;
1999             *val2o = val3i;
2000             *val3o = val2i;
2001             break;
2002
2003         case 2 : // 1 <= 2, 2 > 3, 3 <= 1   => 2 1 3
2004             *idx1o = idx2i;
2005             *idx2o = idx1i;
2006             *idx3o = idx3i;
2007             *val1o = val2i;
2008             *val2o = val1i;
2009             *val3o = val3i;
2010             break;
2011
2012         case 3 : // 1 <= 2, 2 > 3, 3  > 1   => 2 3 1
2013             *idx1o = idx2i;
2014             *idx2o = idx3i;
2015             *idx3o = idx1i;
2016             *val1o = val2i;
2017             *val2o = val3i;
2018             *val3o = val1i;
2019             break;
2020
2021         case 1 : // 1 <= 2, 2 <= 3, 3 > 1   => 3 2 1
2022             *idx1o = idx3i;
2023             *idx2o = idx2i;
2024             *idx3o = idx1i;
2025             *val1o = val3i;
2026             *val2o = val2i;
2027             *val3o = val1i;
2028         break;
2029
2030         case 5 : // 1 > 2, 2 <= 3, 3 >  1   => 3 1 2
2031             *idx1o = idx3i;
2032             *idx2o = idx1i;
2033             *idx3o = idx2i;
2034             *val1o = val3i;
2035             *val2o = val1i;
2036             *val3o = val2i;
2037         break;
2038
2039         default: // the rest should NEVER happen!
2040             AliError("ERROR in Sort3!!!\n");
2041         break;
2042     }
2043 }
2044
2045 void AliTRDmcmSim::Sort6To4(UShort_t  idx1i, UShort_t  idx2i, UShort_t  idx3i, UShort_t  idx4i, UShort_t  idx5i, UShort_t  idx6i, \
2046                                UShort_t  val1i, UShort_t  val2i, UShort_t  val3i, UShort_t  val4i, UShort_t  val5i, UShort_t  val6i, \
2047                                UShort_t * const idx1o, UShort_t * const idx2o, UShort_t * const idx3o, UShort_t * const idx4o, \
2048                                UShort_t * const val1o, UShort_t * const val2o, UShort_t * const val3o, UShort_t * const val4o)
2049 {
2050   // sorting for tracklet selection
2051
2052     UShort_t idx21s, idx22s, idx23s, dummy;
2053     UShort_t val21s, val22s, val23s;
2054     UShort_t idx23as, idx23bs;
2055     UShort_t val23as, val23bs;
2056
2057     Sort3(idx1i, idx2i, idx3i, val1i, val2i, val3i,
2058                  idx1o, &idx21s, &idx23as,
2059                  val1o, &val21s, &val23as);
2060
2061     Sort3(idx4i, idx5i, idx6i, val4i, val5i, val6i,
2062                  idx2o, &idx22s, &idx23bs,
2063                  val2o, &val22s, &val23bs);
2064
2065     Sort2(idx23as, idx23bs, val23as, val23bs, &idx23s, &dummy, &val23s, &dummy);
2066
2067     Sort3(idx21s, idx22s, idx23s, val21s, val22s, val23s,
2068                  idx3o, idx4o, &dummy,
2069                  val3o, val4o, &dummy);
2070
2071 }
2072
2073 void AliTRDmcmSim::Sort6To2Worst(UShort_t  idx1i, UShort_t  idx2i, UShort_t  idx3i, UShort_t  idx4i, UShort_t  idx5i, UShort_t  idx6i, \
2074                                     UShort_t  val1i, UShort_t  val2i, UShort_t  val3i, UShort_t  val4i, UShort_t  val5i, UShort_t  val6i, \
2075                                     UShort_t * const idx5o, UShort_t * const idx6o)
2076 {
2077   // sorting for tracklet selection
2078
2079     UShort_t idx21s, idx22s, idx23s, dummy1, dummy2, dummy3, dummy4, dummy5;
2080     UShort_t val21s, val22s, val23s;
2081     UShort_t idx23as, idx23bs;
2082     UShort_t val23as, val23bs;
2083
2084     Sort3(idx1i, idx2i,   idx3i, val1i, val2i, val3i,
2085                  &dummy1, &idx21s, &idx23as,
2086                  &dummy2, &val21s, &val23as);
2087
2088     Sort3(idx4i, idx5i, idx6i, val4i, val5i, val6i,
2089                  &dummy1, &idx22s, &idx23bs,
2090                  &dummy2, &val22s, &val23bs);
2091
2092     Sort2(idx23as, idx23bs, val23as, val23bs, &idx23s, idx5o, &val23s, &dummy1);
2093
2094     Sort3(idx21s, idx22s, idx23s, val21s, val22s, val23s,
2095                  &dummy1, &dummy2, idx6o,
2096                  &dummy3, &dummy4, &dummy5);
2097 }
2098
2099
2100 // ----- I/O implementation -----
2101
2102 ostream& AliTRDmcmSim::Text(ostream& os)
2103 {
2104   // manipulator to activate output in text format (default)
2105
2106   os.iword(fgkFormatIndex) = 0;
2107   return os;
2108 }
2109
2110 ostream& AliTRDmcmSim::Cfdat(ostream& os)
2111 {
2112   // manipulator to activate output in CFDAT format
2113   // to send to the FEE via SCSN
2114
2115   os.iword(fgkFormatIndex) = 1;
2116   return os;
2117 }
2118
2119 ostream& AliTRDmcmSim::Raw(ostream& os)
2120 {
2121   // manipulator to activate output as raw data dump
2122
2123   os.iword(fgkFormatIndex) = 2;
2124   return os;
2125 }
2126
2127 ostream& operator<<(ostream& os, const AliTRDmcmSim& mcm)
2128 {
2129   // output implementation
2130
2131   // no output for non-initialized MCM
2132   if (!mcm.CheckInitialized())
2133     return os;
2134
2135   // ----- human-readable output -----
2136   if (os.iword(AliTRDmcmSim::fgkFormatIndex) == 0) {
2137
2138     os << "MCM " << mcm.fMcmPos << " on ROB " << mcm.fRobPos <<
2139       " in detector " << mcm.fDetector << std::endl;
2140
2141     os << "----- Unfiltered ADC data (10 bit) -----" << std::endl;
2142     os << "ch    ";
2143     for (Int_t iChannel = 0; iChannel < mcm.fgkNADC; iChannel++)
2144       os << std::setw(5) << iChannel;
2145     os << std::endl;
2146     for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < mcm.fNTimeBin; iTimeBin++) {
2147       os << "tb " << std::setw(2) << iTimeBin << ":";
2148       for (Int_t iChannel = 0; iChannel < mcm.fgkNADC; iChannel++) {
2149         os << std::setw(5) << (mcm.fADCR[iChannel][iTimeBin] >> mcm.fgkAddDigits);
2150       }
2151       os << std::endl;
2152     }
2153
2154     os << "----- Filtered ADC data (10+2 bit) -----" << std::endl;
2155     os << "ch    ";
2156     for (Int_t iChannel = 0; iChannel < mcm.fgkNADC; iChannel++)
2157       os << std::setw(4) << iChannel
2158          << ((~mcm.fZSMap[iChannel] != 0) ? "!" : " ");
2159     os << std::endl;
2160     for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < mcm.fNTimeBin; iTimeBin++) {
2161       os << "tb " << std::setw(2) << iTimeBin << ":";
2162       for (Int_t iChannel = 0; iChannel < mcm.fgkNADC; iChannel++) {
2163         os << std::setw(4) << (mcm.fADCF[iChannel][iTimeBin])
2164            << (((mcm.fZSMap[iChannel] & (1 << iTimeBin)) == 0) ? "!" : " ");
2165       }
2166       os << std::endl;
2167     }
2168   }
2169
2170   // ----- CFDAT output -----
2171   else if(os.iword(AliTRDmcmSim::fgkFormatIndex) == 1) {
2172     Int_t dest       = 127;
2173     Int_t addrOffset = 0x2000;
2174     Int_t addrStep   = 0x80;
2175
2176     for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < mcm.fNTimeBin; iTimeBin++) {
2177       for (Int_t iChannel = 0; iChannel < mcm.fgkNADC; iChannel++) {
2178         os << std::setw(5) << 10
2179            << std::setw(5) << addrOffset + iChannel * addrStep + iTimeBin
2180            << std::setw(5) << (mcm.fADCF[iChannel][iTimeBin])
2181            << std::setw(5) << dest << std::endl;
2182       }
2183       os << std::endl;
2184     }
2185   }
2186
2187   // ----- raw data ouptut -----
2188   else if (os.iword(AliTRDmcmSim::fgkFormatIndex) == 2) {
2189     Int_t   bufSize   = 300;
2190     UInt_t *buf       = new UInt_t[bufSize];
2191
2192     Int_t bufLength   = mcm.ProduceRawStream(&buf[0], bufSize);
2193
2194     for (Int_t i = 0; i < bufLength; i++)
2195       std::cout << "0x" << std::hex << buf[i] << std::dec << std::endl;
2196
2197     delete [] buf;
2198   }
2199
2200   else {
2201     os << "unknown format set" << std::endl;
2202   }
2203
2204   return os;
2205 }
2206
2207
2208 void AliTRDmcmSim::PrintFitRegXml(ostream& os) const
2209 {
2210   // print fit registres in XML format
2211
2212    bool tracklet=false;
2213
2214   for (Int_t cpu = 0; cpu < 4; cpu++) {
2215      if(fFitPtr[cpu] != 31)
2216         tracklet=true;
2217   }
2218
2219   if(tracklet==true) {
2220      os << "<nginject>" << std::endl;
2221      os << "<ack roc=\""<< fDetector <<  "\" cmndid=\"0\">" << std::endl;
2222      os << "<dmem-readout>" << std::endl;
2223      os << "<d det=\"" << fDetector << "\">" << std::endl;
2224      os << " <ro-board rob=\"" << fRobPos << "\">" << std::endl;
2225      os << "  <m mcm=\"" << fMcmPos << "\">" << std::endl;
2226
2227      for(int cpu=0; cpu<4; cpu++) {
2228         os << "   <c cpu=\"" << cpu << "\">" << std::endl;
2229         if(fFitPtr[cpu] != 31) {
2230            for(int adcch=fFitPtr[cpu]; adcch<fFitPtr[cpu]+2; adcch++) {
2231               os << "    <ch chnr=\"" << adcch << "\">"<< std::endl;
2232               os << "     <hits>"   << fFitReg[adcch].fNhits << "</hits>"<< std::endl;
2233               os << "     <q0>"     << fFitReg[adcch].fQ0/4 << "</q0>"<< std::endl;    // divided by 4 because in simulation we have 2 additional decimal places
2234               os << "     <q1>"     << fFitReg[adcch].fQ1/4 << "</q1>"<< std::endl;    // in the output
2235               os << "     <sumx>"   << fFitReg[adcch].fSumX << "</sumx>"<< std::endl;
2236               os << "     <sumxsq>" << fFitReg[adcch].fSumX2 << "</sumxsq>"<< std::endl;
2237               os << "     <sumy>"   << fFitReg[adcch].fSumY << "</sumy>"<< std::endl;
2238               os << "     <sumysq>" << fFitReg[adcch].fSumY2 << "</sumysq>"<< std::endl;
2239               os << "     <sumxy>"  << fFitReg[adcch].fSumXY << "</sumxy>"<< std::endl;
2240               os << "    </ch>" << std::endl;
2241            }
2242         }
2243         os << "      </c>" << std::endl;
2244      }
2245      os << "    </m>" << std::endl;
2246      os << "  </ro-board>" << std::endl;
2247      os << "</d>" << std::endl;
2248      os << "</dmem-readout>" << std::endl;
2249      os << "</ack>" << std::endl;
2250      os << "</nginject>" << std::endl;
2251   }
2252 }
2253
2254
2255 void AliTRDmcmSim::PrintTrackletsXml(ostream& os) const
2256 {
2257   // print tracklets in XML format
2258
2259    os << "<nginject>" << std::endl;
2260    os << "<ack roc=\""<< fDetector <<  "\" cmndid=\"0\">" << std::endl;
2261    os << "<dmem-readout>" << std::endl;
2262    os << "<d det=\"" << fDetector << "\">" << std::endl;
2263    os << "  <ro-board rob=\"" << fRobPos << "\">" << std::endl;
2264    os << "    <m mcm=\"" << fMcmPos << "\">" << std::endl;
2265
2266    Int_t pid, padrow, slope, offset;
2267    for(Int_t cpu=0; cpu<4; cpu++) {
2268       if(fMCMT[cpu] == 0x10001000) {
2269          pid=-1;
2270          padrow=-1;
2271          slope=-1;
2272          offset=-1;
2273       }
2274       else {
2275          pid    = (fMCMT[cpu] & 0xFF000000) >> 24;
2276          padrow = (fMCMT[cpu] & 0xF00000  ) >> 20;
2277          slope  = (fMCMT[cpu] & 0xFE000   ) >> 13;
2278          offset = (fMCMT[cpu] & 0x1FFF    ) ;
2279
2280       }
2281       os << "      <trk> <pid>" << pid << "</pid>" << " <padrow>" << padrow << "</padrow>"
2282          << " <slope>" << slope << "</slope>" << " <offset>" << offset << "</offset>" << "</trk>" << std::endl;
2283    }
2284
2285    os << "    </m>" << std::endl;
2286    os << "  </ro-board>" << std::endl;
2287    os << "</d>" << std::endl;
2288    os << "</dmem-readout>" << std::endl;
2289    os << "</ack>" << std::endl;
2290    os << "</nginject>" << std::endl;
2291 }
2292
2293
2294 void AliTRDmcmSim::PrintAdcDatHuman(ostream& os) const
2295 {
2296   // print ADC data in human-readable format
2297
2298    os << "MCM " << fMcmPos << " on ROB " << fRobPos <<
2299       " in detector " << fDetector << std::endl;
2300
2301    os << "----- Unfiltered ADC data (10 bit) -----" << std::endl;
2302    os << "ch    ";
2303    for (Int_t iChannel = 0; iChannel < fgkNADC; iChannel++)
2304       os << std::setw(5) << iChannel;
2305    os << std::endl;
2306    for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fNTimeBin; iTimeBin++) {
2307       os << "tb " << std::setw(2) << iTimeBin << ":";
2308       for (Int_t iChannel = 0; iChannel < fgkNADC; iChannel++) {
2309          os << std::setw(5) << (fADCR[iChannel][iTimeBin] >> fgkAddDigits);
2310       }
2311       os << std::endl;
2312    }
2313
2314    os << "----- Filtered ADC data (10+2 bit) -----" << std::endl;
2315    os << "ch    ";
2316    for (Int_t iChannel = 0; iChannel < fgkNADC; iChannel++)
2317       os << std::setw(4) << iChannel
2318          << ((~fZSMap[iChannel] != 0) ? "!" : " ");
2319    os << std::endl;
2320    for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fNTimeBin; iTimeBin++) {
2321       os << "tb " << std::setw(2) << iTimeBin << ":";
2322       for (Int_t iChannel = 0; iChannel < fgkNADC; iChannel++) {
2323          os << std::setw(4) << (fADCF[iChannel][iTimeBin])
2324             << (((fZSMap[iChannel] & (1 << iTimeBin)) == 0) ? "!" : " ");
2325       }
2326       os << std::endl;
2327    }
2328 }
2329
2330
2331 void AliTRDmcmSim::PrintAdcDatXml(ostream& os) const
2332 {
2333   // print ADC data in XML format
2334
2335    os << "<nginject>" << std::endl;
2336    os << "<ack roc=\""<< fDetector <<  "\" cmndid=\"0\">" << std::endl;
2337    os << "<dmem-readout>" << std::endl;
2338    os << "<d det=\"" << fDetector << "\">" << std::endl;
2339    os << " <ro-board rob=\"" << fRobPos << "\">" << std::endl;
2340    os << "  <m mcm=\"" << fMcmPos << "\">" << std::endl;
2341
2342     for(Int_t iChannel = 0; iChannel < fgkNADC; iChannel++) {
2343        os << "   <ch chnr=\"" << iChannel << "\">" << std::endl;
2344        for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fNTimeBin; iTimeBin++) {
2345           os << "<tb>" << fADCF[iChannel][iTimeBin]/4 << "</tb>";
2346        }
2347        os << "   </ch>" << std::endl;
2348     }
2349
2350    os << "  </m>" << std::endl;
2351    os << " </ro-board>" << std::endl;
2352    os << "</d>" << std::endl;
2353    os << "</dmem-readout>" << std::endl;
2354    os << "</ack>" << std::endl;
2355    os << "</nginject>" << std::endl;
2356 }
2357
2358
2359
2360 void AliTRDmcmSim::PrintAdcDatDatx(ostream& os, Bool_t broadcast, Int_t timeBinOffset) const
2361 {
2362   // print ADC data in datx format (to send to FEE)
2363
2364    fTrapConfig->PrintDatx(os, 2602, 1, 0, 127);  // command to enable the ADC clock - necessary to write ADC values to MCM
2365    os << std::endl;
2366
2367    Int_t addrOffset = 0x2000;
2368    Int_t addrStep   = 0x80;
2369    Int_t addrOffsetEBSIA = 0x20;
2370
2371    for (Int_t iTimeBin = 0; iTimeBin < fNTimeBin; iTimeBin++) {
2372      for (Int_t iChannel = 0; iChannel < fgkNADC; iChannel++) {
2373        if ((iTimeBin < timeBinOffset) || (iTimeBin >= fNTimeBin+timeBinOffset)) {
2374          if(broadcast==kFALSE)
2375            fTrapConfig->PrintDatx(os, addrOffset+iChannel*addrStep+addrOffsetEBSIA+iTimeBin, 10, GetRobPos(),  GetMcmPos());
2376          else
2377            fTrapConfig->PrintDatx(os, addrOffset+iChannel*addrStep+addrOffsetEBSIA+iTimeBin, 10, 0, 127);
2378        }
2379        else {
2380          if(broadcast==kFALSE)
2381            fTrapConfig->PrintDatx(os, addrOffset+iChannel*addrStep+addrOffsetEBSIA+iTimeBin, (fADCF[iChannel][iTimeBin-timeBinOffset]/4), GetRobPos(),  GetMcmPos());
2382          else
2383            fTrapConfig->PrintDatx(os, addrOffset+iChannel*addrStep+addrOffsetEBSIA+iTimeBin, (fADCF[iChannel][iTimeBin-timeBinOffset]/4), 0, 127);
2384        }
2385      }
2386      os << std::endl;
2387    }
2388 }
2389
2390
2391 void AliTRDmcmSim::PrintPidLutHuman()
2392 {
2393   // print PID LUT in human readable format
2394
2395    UInt_t result;
2396
2397    UInt_t addrEnd = AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrLUTStart + fTrapConfig->GetDmemUnsigned(AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrLUTLength)/4; // /4 because each addr contains 4 values
2398    UInt_t nBinsQ0 = fTrapConfig->GetDmemUnsigned(AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrLUTnbins);
2399
2400    std::cout << "nBinsQ0: " << nBinsQ0 << std::endl;
2401    std::cout << "LUT table length: " << fTrapConfig->GetDmemUnsigned(AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrLUTLength) << std::endl;
2402
2403    for(UInt_t addr=AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrLUTStart; addr< addrEnd; addr++) {
2404       result = fTrapConfig->GetDmemUnsigned(addr);
2405       std::cout << addr << " # x: " << ((addr-AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrLUTStart)%((nBinsQ0)/4))*4 << ", y: " <<(addr-AliTRDtrapConfig::fgkDmemAddrLUTStart)/(nBinsQ0/4)
2406                 << "  #  " <<((result>>0)&0xFF)
2407                 << " | "  << ((result>>8)&0xFF)
2408                 << " | "  << ((result>>16)&0xFF)
2409                 << " | "  << ((result>>24)&0xFF) << std::endl;
2410    }
2411 }