RIKEN RIDF 文件构成详解：数据块 (Block) 说明#
RIKEN的RIDF（RIBF数据格式）文件是一种**二进制文件**，其基本构成单元是**数据块（Block）**。整个文件就是由一系列这样的数据块串行组成的。每个数据块都描述了一部分特定的信息，例如原始探测器数据、事件信息、计数器数据、注释或状态信息等。
[block[segment[data point]]]的嵌套结构
[事件 [[事件头], [数据段1 [[段头1], [数据点集合1]]], [数据段2 [[段头2], [数据点集合2]]], ...]]
通用数据块结构 (General Block Structure)#
每个数据块都以一个或多个**头部字（Header Word(s)）**开始，这些头部字定义了这个数据块的属性和类型。最核心的是第一个头部字，通常为32位（4字节），其结构如下：
-
第一个头部字 (First Header Word - 32 bits):
Revision(2 bits): 块格式的版本号。通常为0b00(即十进制0)，代表版本1。Layer(2 bits): 定义了该数据块在层级结构中的深度。例如，顶层块可能是Layer 0，它包含的子块可能是Layer 1，以此类推。Class ID(6 bits): 这是区分数据块类型的关键字段。不同的Class ID代表了不同种类的数据块，例如事件数据、原始数据段、注释等。下面我们会详细介绍一些常见的Class ID。Block Size(22 bits): 定义了**整个数据块的总大小**，单位是**短字（short words, 即2字节）**。这个大小包括了头部字本身以及后续的所有数据。通过这个字段，读取程序知道需要读取多少数据才能完整地获取当前块，并找到下一个块的起始位置。
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地址字 (Address Word - 32 bits) (通常紧随第一个头部字之后):
- 这个32位的字通常用于标识数据的来源。对于由前端电子学模块（如VME模块）产生的数据块（例如事件片段），这个地址字通常是**事件片段ID (Event Fragment ID)**，有时也可能是产生该数据的前端计算机的IP地址或其他标识符。
因此，一个典型的数据块通常至少包含 8 字节的头部信息（第一个头部字 + 地址字）。 之后的内容则完全由 Class ID 来决定。
Class ID 决定的数据块内容 - “每块block是什么”#
Class ID 告诉我们这个数据块里装的是什么样的数据。以下是一些在RIDF中常见且重要的 Class ID 及其对应的数据块含义：
-
Class ID = 0: 事件片段 (Event Fragment)- 用途: 代表从一个独立的数据源（例如一个采集卡、一个前端计算机或一个子系统）发送过来的关于一个“事件”的数据包。
- 典型内容:
- 标准的头部字和地址字（地址字通常是此片段的唯一ID）。
- 可能包含一个此片段特有的头部，例如包含时间戳或触发信息。
- 核心内容: 通常包含一个或多个**数据段块 (Segment Block,
Class ID = 4)**，这些数据段块里装着来自不同探测器或电子学模块的原始数据。
-
Class ID = 1: 事件汇编 (Event Assembly)- 用途: 将来自不同数据源（即多个不同的事件片段，
Class ID = 0）的、属于同一个物理事件的数据组合在一起。这是事件重建（event building）过程的产物。 - 典型内容:
- 标准的头部字和地址字。
- 可能包含一个全局事件头部，例如全局事件号、全局时间戳等。
- 包含多个之前描述的**事件片段块 (Event Fragment)**。
- 用途: 将来自不同数据源（即多个不同的事件片段，
-
Class ID = 4: 数据段 (Segment)- 用途: 这是包含实际原始探测器数据的最基本单位，非常重要！
- 典型内容:
- 标准的头部字和地址字（地址字可能在此层级有特定含义，或继承自父块）。
- 段头部 (Segment Header): 这是一个此数据段特有的头部，通常包含：
Segment ID(段标识符): 一个整数，唯一标识了这个数据段的来源（例如，哪个探测器、哪个模块）。Segment ID本身常常又被结构化地定义，包含设备、焦平面、探测器类型和模块号等信息。- 数据类型指示符：指明后续数据的具体格式（例如，是ADC数据、TDC数据、模式字等）。
- 通道数或数据字计数等。
- 数据负载 (Data Payload): 实际的原始数据值（例如，ADC的转换结果列表、TDC的时间测量值列表等）。
-
Class ID = 5: 注释块 (Comment Block)- 用途: 用于在数据文件中嵌入文本注释，例如运行编号、实验条件、操作员笔记等。
- 典型内容:
- 标准的头部字和地址字。
- 一个指定注释长度的字段。
- 实际的ASCII或UTF-8文本字符串。
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Class ID = 11, 12, 13: 计数器块 (Scaler Block)- 用途: 存储各种计数器的值（例如，束流强度计数、触发率计数等）。
Class ID = 11: 非清零计数器 (24位)Class ID = 12: 清零计数器 (24位)Class ID = 13: 非清零计数器 (32位)- 典型内容:
- 标准的头部字和地址字。
- 通常包含一个指示计数器通道数量的字段。
- 一系列计数器的值。
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Class ID = 16: 时间戳块 (Timestamp Block)- 用途: 记录时间戳信息，常用于事件同步、死时间计算等。
- 典型内容:
- 标准的头部字和地址字。
- 一个或多个高精度的时间戳值。
-
Class ID = 21: 状态块 (Status Block)- 用途: 记录DAQ系统或实验的状态信息。
- 典型内容:
- 标准的头部字和地址字。
Status ID: 进一步细分状态类型。Status ID = 11: 运行开始状态 (Run start status)，其内容通常是**XML格式的文本**，描述了运行开始时的各种配置和参数。Status ID = 12: 运行结束状态 (Run end status)，内容也是**XML格式的文本**，记录运行结束时的信息。
- 状态数据本身（例如，XML文本内容）。
层级结构 (Hierarchical Nature)#
重要的是要理解RIDF的层级结构。一个高层的数据块（例如 Class ID = 1 的事件汇编块）可以包含多个低层的数据块（例如多个 Class ID = 0 的事件片段块），而一个事件片段块又可以包含多个 Class ID = 4 的数据段块。Block Size 字段确保了解码软件可以正确地跳过或进入这些嵌套的块。
这种结构使得数据既有组织性，又非常灵活，能够适应RIKEN各种复杂核物理实验的需求。解码RIDF文件的软件（如ANAROOT）就是通过逐个解析这些数据块的头部信息，识别其 Class ID，然后根据不同类型块的定义来提取有效数据。
你可以通过这个宏来把ridf转成人类可读的结构来了解其是什么。
#include <fstream> // Add file stream header
#include <iostream> // Add to use std::cerr
void convertRIDFtoReadable(const char* ridfFile = "/home/s057/exp/exp2505_s057/anaroot/users/tbt/ridf/data0013.ridf") {
// Load necessary libraries
gSystem->Load("libanacore.so");
// Open RIDF file
TArtEventStore *estore = new TArtEventStore();
if (!estore->Open(ridfFile)) {
std::cerr << "Error: Failed to open RIDF file: " << ridfFile << std::endl;
return;
}
TArtRawEventObject *rawevent = estore->GetRawEventObject();
// Open output file
std::ofstream outFile("readable.txt");
if (!outFile.is_open()) {
std::cerr << "Error: Failed to open output file: readable.txt" << std::endl;
return;
}
int neve = 0; // Event counter
while (estore->GetNextEvent() && neve < 10) { // Only process the first 10 blocks
outFile << "==================== Event " << neve + 1 << " ====================" << std::endl;
// Iterate over all segments in the current event
for (int i = 0; i < rawevent->GetNumSeg(); i++) {
TArtRawSegmentObject *seg = rawevent->GetSegment(i);
outFile << "Segment " << i + 1 << ":" << std::endl;
outFile << " Device: " << seg->GetDevice() << std::endl;
outFile << " FP: " << seg->GetFP() << std::endl;
outFile << " Detector: " << seg->GetDetector() << std::endl;
outFile << " Module: " << seg->GetModule() << std::endl;
outFile << " NumData: " << seg->GetNumData() << std::endl;
// Iterate over all data points in the segment
for (int j = 0; j < seg->GetNumData(); j++) {
TArtRawDataObject *d = seg->GetData(j);
int geo = d->GetGeo();
int ch = d->GetCh();
int val = d->GetVal();
int cat = d->GetCategoryID();
int det = d->GetDetectorID();
int id = d->GetDatatypeID();
outFile << " Data " << j + 1 << ":" << std::endl;
outFile << " Geo: " << geo << std::endl;
outFile << " Channel: " << ch << std::endl;
outFile << " Value: " << val << std::endl;
outFile << " Category ID: " << cat << std::endl;
outFile << " Detector ID: " << det << std::endl;
outFile << " Datatype ID: " << id << std::endl;
}
}
estore->ClearData(); // Clear current event data
neve++;
}
outFile << "Conversion completed. Processed " << neve << " blocks." << std::endl;
// Close output file
outFile.close();
std::cout << "Conversion completed. Results saved to readable.txt" << std::endl;
}
source:
https://www-nh.scphys.kyoto-u.ac.jp/~yano/ws/en/docs/documents/daq/dataformat/ridf/
创建日期: 2025-05-27