CN105981091B - 用于视频dac的电压参考和电流源混合方法 - Google Patents

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Abstract

一种布置集成电路中的部件的方法，包括：提供两个或更多个第一类型的电路单元并且提供两个或更多个第二类型的电路单元。第一类型的电路单元被配置成结合第二类型的电路单元来操作。方法还包括按照交替图案布置第一和第二类型的电路单元，使得每个第一类型的电路单元与至少一个第二类型的电路单元相邻。交替图案可以是行和列的阵列并且可以在每个列中包括一个第一类型单元和一个第二类型单元的重复图案。交替图案可以在每个列中包括一个第一类型的单元和两个第二类型的单元的重复图案。

Description

用于视频DAC的电压参考和电流源混合方法
相关申请
本申请要求2014年9月12日提交的美国临时申请第62/049,612号以及2014年2月6日提交的美国临时申请第61/936,553号的权益。以上申请的整体教导通过引用合并于此。
背景技术
移动计算设备，诸如笔记本PC、智能电话和平板计算设备，是现在用于在商业和个人生活二者中产生、分析、通信和消费数据的常见工具。随着高速无线通信技术变得无所不在而使得对数字信息的访问的容易性的增加，消费者继续利用移动数字生活方式。移动计算设备的普遍使用包括显示大量高分辨率计算机图形信息和视频内容，其通常被无线地流传送给设备。
虽然这些设备通常包括显示屏，但是高分辨率大格式显示器的优选视觉体验在这样的移动设备中不能很容易地复制，因为这样的设备的物理大小受限以提高移动性。上述设备类型的另一缺陷在于，用户界面依赖于手，通常需要用户使用键盘(物理的或虚拟的)或触摸屏显示器来输入数据或做出选择。
因此，消费者现在正在寻求一种不比用手操作的高质量便携式彩色显示器解决方案以增加或替代依赖于他们的手的移动设备。
在这样的彩色显示器解决方案中使用的集成电路可能易受在制造集成电路时发生的不可避免的制程变动的影响。制程变动可能发生在若干批次的制造上或者在同一批次的制造上，并且可能导致集成电路的性能衰退。
发明内容
最近开发的微显示器可以以非常小的形状因子来提供大格式高分辨率彩色图片和流式视频。这样的显示器的一个应用可以被集成到被佩戴在用户的头部的无线耳机计算机中，其具有在用户的视场内的显示器，在形式上类似于眼镜、音频耳机或视频眼镜。“无线计算耳机”设备包括一个或多个小型高分辨率微显示器和光学器件以放大图像。WVGA微显示器可以提供超视频图像阵列(SVGA)(800×600)分辨率或扩展的图形阵列(XGA)(1024×768)或甚至更高的分辨率。无线计算耳机包含一个或多个无线计算和通信接口，实现数据和流传送视频能力，并且通过依赖于手的设备提供更大的方便性和移动性。对于关于这样的设备的更多信息，参见2009年1月5日提交的题为“Mobile Wireless Display SoftwarePlatform for Controlling Other Systems and Devices”的美国申请第12/348,648号、2009年3月27日提交的题为“Handheld Wireless Display Devices Having HighResolution Display Suitable For Use as a Mobile Internet Device”的PCT国际申请第PCT/US09/38601号、以及2013年3月13日提交的题为“Headset Computer(HSC)AsAuxiliary Display With ASR and HT Input”的美国申请第13/799,570号的共同待决的专利申请，这些申请的全部内容通过引用合并于此。
术语“HSC”耳机计算机、“HMD”头戴式显示设备和“无线计算耳机”在本文中可互换地使用。
结合HSC使用的微显示器需要高度集成的电路装置以支持实际产生图像的像素阵列。支持电路装置通常实现对电路拓扑结构和布局几何形状的变化高度敏感的功能。在集成电路的制造期间发生的轻微的制程变动可能足以利用这些敏感功能。在某些部件上不均匀地出现的制程变动可能有助于减小对变动的灵敏度。本文中描述的实施例提出了用于减小对制程变动的灵敏度的技术。
实施本发明的方法通过以下方式来布置集成电路中的部件：提供两个或更多个第一类型的电路单元并且提供两个或更多个第二类型的电路单元。第一类型的电路单元被配置成结合第二类型的电路单元来操作。方法还包括按照交替图案布置第一类型的电路单元和第二类型的电路单元使得每个第一类型的电路单元与至少一个第二类型的电路单元相邻。交替图案可以是行和列的阵列，并且可以在每个列中包括一个第一类型的单元和一个第二类型的单元的重复图案。
在其他实施例中，交替图案可以在每个列中包括一个第一类型的单元和两个第二类型的单元的重复图案。
一方面，本发明可以是一种布置集成电路中的部件的方法，包括：提供两个或更多个第一类型的电路单元；以及提供两个或更多个第二类型的电路单元。第一类型的电路单元被配置成结合第二类型的电路单元来操作。方法还可以包括按照交替图案布置第一类型的电路单元和第二类型的电路单元使得每个第一类型的电路单元与至少一个第二类型的电路单元相邻。
在一个实施例中，交替图案是行和列的阵列。在另一实施例中，交替图案在每个列中包括一个第一类型的单元和一个第二类型的单元的重复图案。在另一实施例中，交替图案在每个列中包括一个第一类型的单元和两个第二类型的单元的重复图案。
在一个实施例中，第一类型的电路单元提供对第二类型的电路单元的参考。在一个实施例中，参考是电压参考。在另一实施例中，参考是电流参考。
在一个实施例中，第一类型的电路单元包括参考单元并且第二类型的电路单元包括视频DAC单元。
另一方面，本发明可以是一种集成电路，其包括：两个或更多个第一类型的电路单元；以及两个或更多个第二类型的电路单元。第一类型的电路单元被配置成结合第二类型的电流单元来操作，例如第一和第二类型的电路单元可以一起操作以实现某个功能。第一类型的电路单元和第二类型的电路单元按照交替图案布置使得每个第一类型的电路单元与至少一个第二类型的电路单元相邻。
在一个实施例中，交替图案是行和列的阵列。在另一实施例中，交替图案在每个列中包括一个第一类型的单元和一个第二类型的单元的重复图案。
在另一实施例中，交替图案在每个列中包括一个第一类型的单元和两个第二类型的单元的重复图案。在一个实施例中，第一类型的电路单元提供对第二类型的电路单元的参考电压。在一个实施例中，第一类型的电路单元包括参考单元并且第二类型的电路单元包括视频DAC单元。
另一方面，本发明可以是一种布置集成电路中的部件的方法，其包括：提供被配置成生成斜坡电压输出的数模转换器(DAC)；并且提供两个放大器，两个放大器中的每个接收斜坡电压输出。方法还包括将两个放大器布置成各驱动像素阵列的一个或多个列。
一个实施例还包括布置两个放大器以从像素阵列的两侧驱动像素阵列的列。在一个实施例中，放大器还驱动公共终止器(terminator)元件。
另一方面，本发明可以是一种集成电路，其包括：被配置成生成斜坡电压输出的数模转换器(DAC)；被配置成接收斜坡电压输出的第一放大器；以及被配置成接收斜坡电压输出的第二放大器。第一和第二放大器被布置成各驱动视频显示器的像素列的一个或多个列。
在一个实施例中，第一和第二放大器被配置成从像素阵列的两侧驱动像素阵列的列。在另一实施例中，第一和第二放大器被配置成驱动终止器元件。
附图说明
以上内容根据在附图中图示的本发明的示例实施例的以下更特别的描述将很清楚，在附图中，相似的附图标记遍及不同视图指代相同的部分。附图不一定按比例，重点反而在于说明本发明的实施例。
图1图示根据实施例的微显示器的简单示例。
图2图示图1所示的列驱动器的扩展视图。
图3示出了图1的列驱动器中的数模转换器的示例。
图4示出了使用参考单元的矩阵阵列和视频DAC单元的矩阵阵列的DAC架构的示例。
图5示出了布局参考单元阵列和视频DAC单元阵列的一种方式的示例。
图6图示布局参考单元阵列和视频DAC单元阵列的另一种方式的示例。
图7图示根据所描述的实施例的参考和视频DAC单元的布置的示例。
图8图示根据所描述的实施例的参考和视频DAC单元的布置的另一示例。
图9示出了根据所描述的实施例的与像素阵列集成的斜坡DAC布置。
具体实施方式
下面是本发明的示例实施例的描述。
本文中描述的微显示器通常包括由大量数据和控制信号驱动的像素阵列102，如图1的简单示例中所示。这一示例性微显示器100包括用于总计320个像素的20个列和16个行，然而如以上描述的，实际的微显示器通常具有更多像素(例如具有1024个列和768个行的XGA)。
微显示器包括列驱动器104和行驱动器106，列驱动器104和行驱动器106一起向像素阵列102提供信息。列驱动器104通常向像素提供图像信息，行驱动器106向像素提供控制信息。用于特定像素列110的列驱动信号108可以包括多个信号。
图2示出了用于红绿蓝(RGB)像素阵列的列驱动器104的扩展视图。图2示出了用于阵列的单个列204的前两个像素202。每个像素202包括红色部件206、绿色部件208和蓝色部件210。对于每个列，列驱动器204驱动三个信息信号——红色信号212、绿色信号214和蓝色信号218。这些信息信号延伸至列204中的所有像素。
驱动像素的信息信号通常是借助于数模转换器(DAC)根据数字信号生成的模拟信号。图3示出了针对一个像素列的这样的转换的示例。数字缓冲器302驱动30个比特的信息(10比特的红色信息、10比特的绿色信息和10比特的蓝色信息)并且向三信道DAC 304提供30个比特。三信道DAC 304内的每个信道将10比特的信息转换成模拟信号；换言之，三信道DAC 304包括10比特红色DAC 306、10比特绿色DAC 308和10比特蓝色DAC 310。
视频DAC、诸如图3中的DAC 304，可以包括参考单元的矩阵阵列和视频DAC单元的矩阵阵列。图4示出了使用参考单元402的矩阵阵列和视频DAC单元404的矩阵阵列的DAC架构的示例。参考单元402通常向视频DAC单元404提供参考标准，诸如例如参考电压或参考电流。小心地布局参考单元阵列和视频DAC单元阵列可以有助于使制造制程变动的影响最小化。
图5图示布局参考单元阵列和视频DAC单元阵列的一种方式的示例。在本示例中，参考单元502布置在第一块中，视频DAC单元504布置在第二块中。第二块与第一块物理分离。在图5所示的布置的情况下，影响参考单元502的制程变动可以被局域化，使得其影响参考单元502但是不影响视频DAC单元504。参考单元和视频DAC单元的物理特性之间的这样的差异可以劣化相关联的DAC的性能。
图6示出了布局参考单元阵列和视频DAC单元阵列的另一种方式的示例。在本示例中，参考单元602布置在块中，由视频DAC单元604的环围绕。在这一布置的情况下，很多参考单元602与视频DAC单元604相邻。制程变动通常将类似地影响在彼此接近的部件，使得与单元更广泛地分布的布置相比可以减小制程变动的影响。然而，参考单元中的一些没有与视频DAC单元相邻，因此制程变动劣化的潜在性可能仍然存在。
图7示出了根据所描述的实施例之一的参考和视频DAC单元的布置的示例。在本示例中，参考单元702和视频DAC单元704一对一混合，相当于“棋盘”图案。图7和图8中也使用在图4-6中用于区分参考单元与视频DAC单元的相同的视觉约定(即参考单元被轻轻地加阴影并且视频DAC单元被重重地加阴影)。为了清楚，所有单元都没有用附图标记来标记。
图7中的示例实施例的布置将每个参考单元702放置成与至少一个视频DAC单元704相邻。如本文中在其他地方描述的，制程变动通常将类似地影响在彼此接近的部件，使得与单元更广泛地分布的布置相比可以减小制程变动的影响。
图8示出了根据所描述的实施例的布置的另一示例。在本示例中，参考单元802“一对二”混合，这也可以将每个参考单元802放置成与至少一个视频DAC单元804相邻。这一示例性实施例(虽然类似于图7中所示的布置)提供视频DAC单元关于参考单元的不同分布。这一分布可以提供对某些类型的制程变动的改进的响应。
图7和8中所示的示例例示的实施例对于某些制程变动可以缓解关于图6所示的布置的劣化。另外，图6所示的布置可以限于某些布局拓扑结构。例如，视频DAC单元604的环可以限于方形配置以与矩形或其他形状相比实现更好的性能。图7和8所示的实施例的布置可以允许很多纵横比同时仍然递送可接受的性能。这一灵活性促进更佳和更容易的布局设计和电路集成。
图7和8的布置是示例，而非意图限制。将参考单元和DAC单元接近地放置的其他布置也在本发明的实施例的范围内。
在一些实施例中，诸如对于LCoS(硅上液晶)显示器设备，图1所示的列驱动器可以包括一起产生电压斜坡的斜坡DAC和放大器。电压斜坡可以在特定时间被采样和保持以产生用于由相关联的像素列来使用的所需要的固定电压输出。改变采样时间会改变固定的电压输出。
由于对于向像素列提供的列电压的精确控制的需求，斜坡DAC通常需要是高性能设备。嵌入式斜坡DAC可能无法提供这样的精确控制。因此，LCoS显示器系统可以利用在LCoS设备外部的斜坡DAC。外部斜坡DAC不受LCoS架构的大小和功率约束的限制，这可以产生更好的性能。然而，针对这一布置要求的外部加载可能增加LCoS设备的功耗。
外部斜坡DAC的示例可以包括DAC，以驱动低通滤波器，其中低通滤波器的输出馈送到放大器。放大器驱动LCoS设备的外部端口。这一布置以增加的功耗为代价提供增加的性能。
图9图示根据本发明的实施例的集成在LCoS设备内的斜坡DAC布置的示例。这一布置包括驱动第一放大器904和第二放大器906的单个斜坡DAC 902。在本实施例中，放大器904和906被布置成从阵列908的两侧驱动像素阵列908。在本示例中，两侧是阵列的顶部和底部，然而也可以使用其他布置。这一布置与传统的嵌入式斜坡DAC相比提供性能的改进。
放大器还驱动用于缓解或消除放大器904、906的偏移的公共终止器元件910。终止器元件910可以是实数电阻或复数阻抗。
应当理解，本文中描述的一个或多个实施例可以用很多不同形式的软件和硬件来实现。用于实现本文中描述的实施例的软件代码和/或专用硬件并不限制本发明。因此，没有参考具体的软件代码和/或专用硬件来描述实施例的操作和行为——应当理解，能够基于本文中的描述设计软件和/或硬件以实现实施例。
另外，本发明的某些实施例可以实现为执行一个或多个功能的逻辑。这一逻辑可以是基于硬件的、基于软件的、或者是基于硬件的和基于软件的组合。逻辑中的一些或全部可以存储在一个或多个有形计算机可读存储介质上并且可以包括可以由控制器或处理器来执行的计算机可执行指令。计算机可执行指令可以包括实现本发明的一个或多个实施例的指令。有形计算机可读存储介质可以是易失性的或者非易失性的，并且可以包括例如闪存存储器、动态存储器、可移除盘和非可移除盘。
虽然已经参考本发明的示例实施例特别地示出和描述了本发明，然而本领域技术人员应当理解，可以在不偏离由所附权利要求包含的本发明的范围的情况下在形式和细节方面对其做出各种变化。

Claims (11)

1.一种布置集成电路中的部件的方法，包括：
在所述集成电路上设置两个或更多个数模DAC电路单元，每个DAC电路单元被配置为将数字信号转换为模拟信号，其中每个DAC电路单元是视频DAC单元；
在所述集成电路上设置两个或更多个参考电路单元，每个参考电路单元被配置为向所述DAC电路单元中的至少一个提供参考信号，所述两个或更多个DAC电路单元和所述两个或更多个参考电路单元相结合总数为所述集成电路的电路单元的预定数目；
按照多个行和多个列来布置所述两个或更多个DAC电路单元和所述两个或更多个参考电路单元，每一行由一个参考电路单元和接下来的两个DAC电路单元的重复图案来表征，并且后续每一行的DAC电路单元和参考电路单元相对于其紧接着的前一行平移一个电路单元位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中每一行中的DAC电路单元和参考电路单元的数目是三的整数倍。
3.根据权利要求1所述的方法，其中每一列中的DAC电路单元和参考电路单元的数目是三的整数倍。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述两个或更多个参考电路单元中的每一个是电压参考。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述两个或更多个参考电路单元中的每一个是电流参考。
6.一种集成电路，包括：
设置在所述集成电路上的两个或更多个数模DAC电路单元，每个DAC电路单元被配置为将数字信号转换为模拟信号，其中每个DAC电路单元是视频DAC单元；
设置在所述集成电路上的两个或更多个参考电路单元，每个参考电路单元被配置为向所述DAC电路单元中的至少一个提供参考信号，所述两个或更多个DAC电路单元和所述两个或更多个参考电路单元的结合总数为所述集成电路的电路单元的预定数目；以及
所述两个或更多个DAC电路单元和所述两个或更多个参考电路单元按照多个行和多个列布置，每一行由一个参考电路单元和接下来的两个DAC电路单元的重复图案来表征，并且后续每一行的DAC电路单元和参考电路单元相对于其紧接着的前一行平移一个电路单元位置。
7.根据权利要求6所述的集成电路，其中每一行中的DAC电路单元和参考电路单元的数目是三的整数倍。
8.根据权利要求6所述的集成电路，其中每一列 中的DAC电路单元和参考电路单元的数目是三的整数倍。
9.根据权利要求6所述的集成电路，其中所述两个或更多个参考电路单元中的每一个是电流参考。
10.根据权利要求6所述的集成电路，其中所述两个或更多个参考电路单元中的每一个是电压参考。
11.根据权利要求6所述的集成电路，其中所述参考电路单元提供参考标准。
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