TRD/AliTRDmcmSim.h

   1 #ifndef ALITRDMCMSIM_H
   2 #define ALITRDMCMSIM_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 /* $Id$ */
   7
   8 ///////////////////////////////////////////////////////
   9 //                                                   //
  10 //  Multi Chip Module Simulation Class               //
  11 //                                                   //
  12 ///////////////////////////////////////////////////////
  13
  14 #include <TObject.h>
  15 #include "AliTRDCommonParam.h"
  16 #include "AliTRDcalibDB.h"
  17
  18 class TClonesArray;
  19 class TH2F;
  20
  21 class AliRunLoader;
  22 class AliTRDfeeParam;
  23 class AliTRDSimParam;
  24 class AliTRDtrapConfig;
  25 class AliTRDcalibDB;
  26 class AliTRDgeometry;
  27 class AliTRDpadPlane;
  28 class AliTRDarrayADC;
  29 class AliTRDdigitsManager;
  30
  31 class AliTRDmcmSim : public TObject {
  32  public:
  33                     AliTRDmcmSim();
  34   virtual          ~AliTRDmcmSim();
  35
  36           void      Init( Int_t cha, Int_t rob, Int_t mcm, Bool_t newEvent = kFALSE );   // Initialize MCM by the position parameters
  37           void      Reset();                                   // clears filter registers and internal data
  38           void      SetNTimebins(Int_t ntimebins);
  39
  40           Bool_t    LoadMCM(AliRunLoader* const runloader, Int_t det, Int_t rob, Int_t mcm);
  41           void      NoiseTest(Int_t nsamples, Int_t mean, Int_t sigma, Int_t inputGain = 1, Int_t inputTail = 2);
  42
  43           Int_t     GetDataRaw(Int_t iadc, Int_t timebin)      { return (fADCR[iadc][timebin] >> 2); } // Get unfiltered ADC data
  44           Int_t     GetDataFiltered(Int_t iadc, Int_t timebin) { return (fADCF[iadc][timebin] >> 2); } // Get filtered ADC data
  45           void      SetData(Int_t iadc, Int_t *adc);           // Set ADC data with array
  46           void      SetData(Int_t iadc, Int_t it, Int_t adc ); // Set ADC data
  47           void      SetData(AliTRDarrayADC *adcArray,
  48                             AliTRDdigitsManager *digitsManager = 0x0);         // Set ADC data from adcArray
  49           void      SetDataPedestal(Int_t iadc );              // Fill ADC data with pedestal values
  50   static  void      SetApplyCut(Bool_t applyCut) { fgApplyCut = applyCut; }
  51
  52   static  Float_t   GetChargeNorm() { return fgChargeNorm; }
  53   static  void      SetChargeNorm(Float_t chargenorm) { fgChargeNorm = chargenorm; }
  54
  55   static  Int_t     GetAddBaseline() { return fgAddBaseline; }
  56   static  void      SetAddBaseline(Int_t baseline) { fgAddBaseline = baseline; }
  57
  58           Int_t     GetDetector() const  { return fDetector;  };     // Returns Chamber ID (0-539)
  59           Int_t     GetRobPos() const { return fRobPos; };     // Returns ROB position (0-7)
  60           Int_t     GetMcmPos() const { return fMcmPos; };     // Returns MCM position (0-17) (16,17 are mergers)
  61           Int_t     GetRow() const    { return fRow;    };     // Returns Row number on chamber where the MCM is sitting
  62           Int_t     GetCol( Int_t iadc );                      // Get corresponding column (0-143) from for ADC channel iadc = [0:20]
  63           // for the ADC/Col mapping, see: http://wiki.kip.uni-heidelberg.de/ti/TRD/index.php/Image:ROB_MCM_numbering.pdf
  64   static  Bool_t    GetApplyCut() { return fgApplyCut; }
  65
  66           void      WriteData(AliTRDarrayADC *digits);
  67           Bool_t    StoreTracklets();                          // Stores tracklets via runloader
  68
  69           Int_t     ProduceRawStream( UInt_t *buf, Int_t bufsize, UInt_t iEv = 0 ); // Produce raw data stream - Read data format
  70           Int_t     ProduceTrackletStream( UInt_t *buf, Int_t bufsize ); // produce the tracklet stream for this MCM
  71
  72           // different stages of processing in the TRAP
  73           void      Filter();                                  // Apply digital filters for existing data (according to configuration)
  74           void      ZSMapping();                               // Do ZS mapping for existing data
  75           void      Tracklet();                                // Run tracklet preprocessor and perform tracklet fit
  76
  77           // apply individual filters to all channels and timebins
  78           void      FilterPedestal();                   // Apply pedestal filter
  79           void      FilterGain();                       // Apply gain filter
  80           void      FilterTail();                       // Apply tail filter
  81
  82           // filter initialization (resets internal registers)
  83           void      FilterPedestalInit();
  84           void      FilterGainInit();
  85           void      FilterTailInit(Int_t baseline); //??? automatic baseline??
  86
  87           // feed single sample to individual filter
  88           // this changes the internal registers
  89           // all filters operate on 12-bit values!
  90           UShort_t  FilterPedestalNextSample(Int_t adc, Int_t timebin, UShort_t value);
  91           UShort_t  FilterGainNextSample(Int_t adc, UShort_t value);
  92           UShort_t  FilterTailNextSample(Int_t adc, UShort_t value);
  93
  94           // tracklet calculation
  95           void      AddHitToFitreg(Int_t adc, UShort_t timebin, UShort_t qtot, Short_t ypos, Int_t label);
  96           void      CalcFitreg();
  97           void      TrackletSelection();
  98           void      FitTracklet();
  99
 100   static  Int_t     GetPIDNBinsQ0() { return fgPidNBinsQ0; }
 101   static  Int_t     GetPIDNBinsQ1() { return fgPidNBinsQ1; }
 102   static  Int_t     GetPID(Float_t q0, Float_t q1);
 103
 104   static  void      SetPIDlut(TH2F *lut);
 105   static  void      SetPIDlut(Int_t *lut, Int_t nbinsq0, Int_t nbinsq1);
 106   static  void      SetPIDlutDefault();
 107
 108           TClonesArray* GetTrackletArray() const { return fTrackletArray; }
 109
 110           // data display
 111           void      Print(Option_t* const option="") const;   // print stored data to stdout
 112           void      Draw(Option_t* const option ="");         // draw data (ADC data, hits and tracklets)
 113           void      DumpData( char *f, char *target );  // Dump data stored (only for debugging)
 114
 115  protected:
 116           Bool_t    CheckInitialized();                 // Check whether the class is initialized
 117
 118           Bool_t    fInitialized;                       // Status whether the class is initialized or not
 119           Int_t     fMaxTracklets;                      // maximum number of tracklet-words submitted per mcm **new** //???
 120           Int_t     fDetector;                             // Chamber ID
 121           Int_t     fRobPos;                            // ROB Position on chamber
 122           Int_t     fMcmPos;                            // MCM Position on chamber
 123           Int_t     fRow;                               // Pad row number (0-11 or 0-15) of the MCM on chamber
 124           Int_t     fNADC;                              // Number of ADC (usually 21) //??? static const
 125           Int_t     fNTimeBin;                          // Number of Timebins (variable)  //??? why stored here? taken from TRAPconfig
 126           Int_t   **fADCR;                              // Array with MCM ADC values (Raw, 12 bit)
 127           Int_t   **fADCF;                              // Array with MCM ADC values (Filtered, 12 bit)
 128           UInt_t   *fMCMT;                              // tracklet word for one mcm/trap-chip **new** //??? needed?
 129           TClonesArray *fTrackletArray;                 // Array of AliTRDtrackletMCM which contains MC information in addition to the tracklet word
 130           Int_t   **fZSM;                               // Zero suppression map
 131           Int_t    *fZSM1Dim;                           // Zero suppression map (1 dimensional projection)
 132
 133           static const Int_t fgkAddDigits = 2;          // additional digits used for internal representation
 134                                                         // all internal data as after data control block (i.e. 12 bit), s. TRAP manual
 135           static const Int_t fgkNCPU = 4;               // Number of CPUs in the TRAP
 136           Int_t     fFitPtr[fgkNCPU];                   // pointer to the tracklet to be calculated by CPU i
 137           static const Int_t fgkNHitsMC = 100;          // maximum number of hits for which MC information is kept
 138
 139           // Parameter classes
 140           AliTRDfeeParam    *fFeeParam;                 // FEE parameters
 141           AliTRDtrapConfig  *fTrapConfig;               // TRAP config
 142           AliTRDSimParam    *fSimParam;                 // Simulation parameters
 143           AliTRDCommonParam *fCommonParam;              // common parameters
 144           AliTRDcalibDB     *fCal;                      // Calibration interface
 145           AliTRDgeometry    *fGeo;                      // Geometry
 146
 147           AliTRDdigitsManager *fDigitsManager;          // pointer to digits manager used for MC label calculation
 148
 149           // internal filter registers
 150           UInt_t*   fPedAcc;                            // Accumulator for pedestal filter
 151           UInt_t*   fGainCounterA;                      // Counter for values above FGTA in the gain filter
 152           UInt_t*   fGainCounterB;                      // Counter for values above FGTB in the gain filter
 153           UShort_t* fTailAmplLong;                      // Amplitude of the long component in the tail filter
 154           UShort_t* fTailAmplShort;                     // Amplitude of the short component in the tail filter
 155
 156           // hit detection
 157           // individual hits can be stored as MC info
 158           struct Hit_t {                                // Array of detected hits (only available in MC)
 159             Int_t fChannel;                             // ADC channel of the hit
 160             Int_t fTimebin;                             // timebin of the hit
 161             Int_t fQtot;                                // total charge of the hit
 162             Int_t fYpos;                                // calculated y-position
 163             Int_t fLabel;                               // label (only in MC)
 164           } fHits[fgkNHitsMC];
 165           Int_t fNHits;                                 // Number of detected hits
 166
 167           // tracklet calculation
 168           struct FitReg_t {                             // pointer to the 18 fit registers
 169             Int_t   fNhits;                             // number of hits
 170             UInt_t fQ0;                                 // charge accumulated in first window
 171             UInt_t fQ1;                                 // charge accumulated in second window
 172             UInt_t fSumX;                               // sum x
 173             Int_t fSumY;                                // sum y
 174             UInt_t fSumX2;                              // sum x**2
 175             UInt_t fSumY2;                              // sum y**2
 176             Int_t fSumXY;                               // sum x*y
 177           } *fFitReg;
 178
 179           //??? cleaning up
 180           void Sort2(UShort_t  idx1i, UShort_t  idx2i, UShort_t  val1i, UShort_t  val2i,
 181                      UShort_t *idx1o, UShort_t *idx2o, UShort_t *val1o, UShort_t *val2o) const;
 182           void Sort3(UShort_t  idx1i, UShort_t  idx2i, UShort_t  idx3i,
 183                      UShort_t  val1i, UShort_t  val2i, UShort_t  val3i,
 184                      UShort_t *idx1o, UShort_t *idx2o, UShort_t *idx3o,
 185                      UShort_t *val1o, UShort_t *val2o, UShort_t *val3o);
 186           void Sort6To4(UShort_t  idx1i, UShort_t  idx2i, UShort_t  idx3i, UShort_t  idx4i, UShort_t  idx5i, UShort_t  idx6i,
 187                         UShort_t  val1i, UShort_t  val2i, UShort_t  val3i, UShort_t  val4i, UShort_t  val5i, UShort_t  val6i,
 188                         UShort_t *idx1o, UShort_t *idx2o, UShort_t *idx3o, UShort_t *idx4o,
 189                         UShort_t *val1o, UShort_t *val2o, UShort_t *val3o, UShort_t *val4o);
 190           void Sort6To2Worst(UShort_t  idx1i, UShort_t  idx2i, UShort_t  idx3i, UShort_t  idx4i, UShort_t  idx5i, UShort_t  idx6i,
 191                              UShort_t  val1i, UShort_t  val2i, UShort_t  val3i, UShort_t  val4i, UShort_t  val5i, UShort_t  val6i,
 192                              UShort_t *idx5o, UShort_t *idx6o);
 193
 194           UInt_t AddUintClipping(UInt_t a, UInt_t b, UInt_t nbits) const;  // Add a and b (unsigned) with clipping to the maximum value representable by nbits
 195
 196  private:
 197           AliTRDmcmSim(const AliTRDmcmSim &m);             // not implemented
 198           AliTRDmcmSim &operator=(const AliTRDmcmSim &m);  // not implemented
 199
 200   static Bool_t fgApplyCut;
 201
 202   static Int_t fgAddBaseline;
 203
 204   static Float_t fgChargeNorm;
 205   static Int_t fgPidNBinsQ0;
 206   static Int_t fgPidNBinsQ1;
 207   static Int_t fgPidLutDefault[40][50];
 208   static Int_t *fgPidLut;
 209   static Bool_t fgPidLutDelete;
 210
 211   ClassDef(AliTRDmcmSim,4)
 212 };
 213
 214 #endif