本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計(jì)，特別是涉及一種動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路、譯碼模塊及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)元件匹配(dynamic?element?matching，dem)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于過(guò)采樣δ-σ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器、流水線(xiàn)型模數(shù)轉(zhuǎn)換器及高速高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器中，以有效地消除來(lái)源于元器件不匹配所引起的誤差，避免影響性能。以電流舵型數(shù)模轉(zhuǎn)換器為例，由于工藝偏差和結(jié)構(gòu)限制，電路設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中會(huì)不可避免地引入元器件之間的不匹配，從而導(dǎo)致非線(xiàn)性失真；dem技術(shù)通過(guò)隨機(jī)打亂電流舵型數(shù)模轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)順序，使不匹配產(chǎn)生的誤差成為與輸入序列不相關(guān)的偽隨機(jī)噪聲，而不是非線(xiàn)性失真。

2、傳統(tǒng)dem譯碼電路中，由于數(shù)據(jù)路徑?jīng)]有時(shí)鐘，故輸入與輸出之間的唯一延時(shí)是邏輯電路的傳輸延遲；而在dem譯碼電路中，功耗和傳輸延時(shí)也是衡量其性能的重要指標(biāo)，特別是對(duì)于多級(jí)dem譯碼電路來(lái)說(shuō)，功耗和傳輸延時(shí)都將呈指數(shù)級(jí)別增長(zhǎng)。鑒于此，如何有效地減小dem譯碼電路的功耗和傳輸延時(shí)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切想要解決的技術(shù)問(wèn)題。

3、應(yīng)該注意，上面對(duì)技術(shù)背景的介紹只是為了方便對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說(shuō)明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本發(fā)明的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路、譯碼模塊及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有dem譯碼電路存在功耗高和傳輸延時(shí)大的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路，包括偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元、控制信號(hào)產(chǎn)生單元及譯碼輸出單元；

3、所述偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元用于產(chǎn)生偽隨機(jī)信號(hào)；

4、所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元通過(guò)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算產(chǎn)生控制信號(hào)；

5、所述譯碼輸出單元分別與所述偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元及所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元相連，基于傳輸門(mén)進(jìn)行譯碼輸出控制，實(shí)現(xiàn)將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為帶有所述偽隨機(jī)信號(hào)的輸出信號(hào)。

6、可選地，所述偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元包括偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，基于時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生所述偽隨機(jī)信號(hào)輸出。

7、可選地，所述偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元還包括d觸發(fā)器，使能端接收使能信號(hào)，時(shí)鐘端接收所述時(shí)鐘信號(hào)，數(shù)據(jù)端連接所述偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的輸出端，同相輸出端作為所述偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元的第一輸出端，反相輸出端作為所述偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元的第二輸出端。

8、可選地，所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元包括異或門(mén)及第一反相器；其中，所述異或門(mén)的第一輸入端接收第一輸入信號(hào)，第二輸入端接收第二輸入信號(hào)，輸出端作為所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元的第一輸出端；所述第一反相器的輸入端連接所述異或門(mén)的輸出端，輸出端作為所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元的第二輸出端。

9、可選地，所述譯碼輸出單元包括第一傳輸門(mén)、第二傳輸門(mén)、第三傳輸門(mén)及第四傳輸門(mén)；其中，所述第一傳輸門(mén)及所述第二傳輸門(mén)的控制端連接所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元的第一輸出端，反控端連接所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元的第二輸出端，輸入端分別連接所述偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元的第一輸出端及第二輸出端，輸出端分別作為所述譯碼輸出單元的第一輸出端及第二輸出端；所述第三傳輸門(mén)及所述第四傳輸門(mén)的控制端連接所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元的第二輸出端，反控端連接所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元的第一輸出端，輸入端分別接收第一輸入信號(hào)及第二輸入信號(hào)，輸出端分別連接所述第一傳輸門(mén)及所述第二傳輸門(mén)的輸出端。

10、可選地，所述譯碼輸出單元還包括第二反相器及第三反相器；其中，所述第二反相器的輸入端連接所述第一傳輸門(mén)的輸出端，輸出端替代所述第一傳輸門(mén)的輸出端作為所述譯碼輸出單元的輸出端；所述第三反相器的輸入端連接所述第二傳輸門(mén)的輸出端，輸出端替代所述第二傳輸門(mén)的輸出端作為所述譯碼輸出單元的輸出端。

11、本發(fā)明還提供一種譯碼模塊，包括m個(gè)譯碼層級(jí)，其中，第i個(gè)所述譯碼層級(jí)包括2i-1個(gè)如上所述的動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路，m為大于1的自然數(shù)，i等于1、…、m，后一層級(jí)中各所述動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路的輸入端對(duì)應(yīng)連接前一層級(jí)中各所述動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路的輸出端，每個(gè)所述譯碼層級(jí)中各所述動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路的輸入端還連接相應(yīng)待譯碼數(shù)據(jù)，用于將m個(gè)待譯碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為2m個(gè)溫度計(jì)碼。

12、可選地，m為大于或等于3且小于或等于5的自然數(shù)。

13、本發(fā)明還提供一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括至少一個(gè)如上所述的動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路。

14、可選地，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括δ-σ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)、流水線(xiàn)型模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)或電流舵型數(shù)模轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)。

15、如上所述，本發(fā)明的動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路、譯碼模塊及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，通過(guò)偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元、控制信號(hào)產(chǎn)生單元及譯碼輸出單元的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)基于傳輸門(mén)進(jìn)行譯碼輸出控制，從而利用傳輸門(mén)具有低功耗和小延時(shí)的特性來(lái)減小整個(gè)電路的功耗和傳輸延時(shí)，提高譯碼效率，提升數(shù)據(jù)處理速率。

技術(shù)特征：

1.一種動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路，其特征在于，包括偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元、控制信號(hào)產(chǎn)生單元及譯碼輸出單元；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路，其特征在于，所述偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元包括偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，基于時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生所述偽隨機(jī)信號(hào)輸出。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路，其特征在于，所述偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元還包括d觸發(fā)器，使能端接收使能信號(hào)，時(shí)鐘端接收所述時(shí)鐘信號(hào)，數(shù)據(jù)端連接所述偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的輸出端，同相輸出端作為所述偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元的第一輸出端，反相輸出端作為所述偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元的第二輸出端。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路，其特征在于，所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元包括異或門(mén)及第一反相器；其中，所述異或門(mén)的第一輸入端接收第一輸入信號(hào)，第二輸入端接收第二輸入信號(hào)，輸出端作為所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元的第一輸出端；所述第一反相器的輸入端連接所述異或門(mén)的輸出端，輸出端作為所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元的第二輸出端。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路，其特征在于，所述譯碼輸出單元包括第一傳輸門(mén)、第二傳輸門(mén)、第三傳輸門(mén)及第四傳輸門(mén)；其中，所述第一傳輸門(mén)及所述第二傳輸門(mén)的控制端連接所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元的第一輸出端，反控端連接所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元的第二輸出端，輸入端分別連接所述偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元的第一輸出端及第二輸出端，輸出端分別作為所述譯碼輸出單元的第一輸出端及第二輸出端；所述第三傳輸門(mén)及所述第四傳輸門(mén)的控制端連接所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元的第二輸出端，反控端連接所述控制信號(hào)產(chǎn)生單元的第一輸出端，輸入端分別接收第一輸入信號(hào)及第二輸入信號(hào)，輸出端分別連接所述第一傳輸門(mén)及所述第二傳輸門(mén)的輸出端。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路，其特征在于，所述譯碼輸出單元還包括第二反相器及第三反相器；其中，所述第二反相器的輸入端連接所述第一傳輸門(mén)的輸出端，輸出端替代所述第一傳輸門(mén)的輸出端作為所述譯碼輸出單元的輸出端；所述第三反相器的輸入端連接所述第二傳輸門(mén)的輸出端，輸出端替代所述第二傳輸門(mén)的輸出端作為所述譯碼輸出單元的輸出端。

7.一種譯碼模塊，其特征在于，包括m個(gè)譯碼層級(jí)，其中，第i個(gè)所述譯碼層級(jí)包括2i-1個(gè)如權(quán)利要求1～6任意一項(xiàng)所述的動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路，m為大于1的自然數(shù)，i等于1、…、m，后一層級(jí)中各所述動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路的輸入端對(duì)應(yīng)連接前一層級(jí)中各所述動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路的輸出端，每個(gè)所述譯碼層級(jí)中各所述動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路的輸入端還連接相應(yīng)待譯碼數(shù)據(jù)，用于將m個(gè)待譯碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為2m個(gè)溫度計(jì)碼。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的譯碼模塊，其特征在于，m為大于或等于3且小于或等于5的自然數(shù)。

9.一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個(gè)如權(quán)利要求1～6任意一項(xiàng)所述的動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括δ-σ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)、流水線(xiàn)型模數(shù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)或電流舵型數(shù)模轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路、譯碼模塊及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中，動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路包括偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元、控制信號(hào)產(chǎn)生單元及譯碼輸出單元；偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元用于產(chǎn)生偽隨機(jī)信號(hào)；控制信號(hào)產(chǎn)生單元通過(guò)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算產(chǎn)生控制信號(hào)；譯碼輸出單元分別與偽隨機(jī)信號(hào)產(chǎn)生單元及控制信號(hào)產(chǎn)生單元相連，基于傳輸門(mén)進(jìn)行譯碼輸出控制，實(shí)現(xiàn)將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為帶有偽隨機(jī)信號(hào)的輸出信號(hào)。通過(guò)本發(fā)明解決了現(xiàn)有動(dòng)態(tài)元件匹配譯碼電路存在功耗高和傳輸延時(shí)大的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：張雨哲,郁發(fā)新,王志宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/2