CN113709390B - 一种扫描器电路及图像传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扫描器电路，与多个待扫描单元耦接，扫描器电路包括采样模块和扫描链模块。其中，采样模块包括多个采样单元，采样单元分别与待扫描单元耦接，适于接收来自各待扫描单元的扫描请求信号、以及对扫描请求信号进行采样并生成各自对应的扫描链配置信号。扫描链模块包括至少由多个扫描单元构成的多层扫描块，且各层扫描块间相互嵌套，扫描链模块适于根据所述扫描链配置信号，配置令牌信号在各层扫描块的传输路径，并通过令牌信号在各扫描块的传输，来响应扫描请求信号，实现对对应的待扫描单元的扫描。本发明一并公开了应用上述扫描器电路的图像传感器。

Description

一种扫描器电路及图像传感器

技术领域

本发明涉及扫描器电路技术领域，尤其涉及一种新型扫描器电路。

背景技术

扫描器电路是对待扫描单元依次进行扫描操作的逻辑电路。在现有的扫描器电路设计中，通常布置多个扫描单元，并依次链接形成扫描链电路。在扫描工作开始后，将唯一的令牌信号在扫描单元的链接间进行跳转，获得令牌信号的扫描单元位置即为当前被扫描到的位置，可以通过此令牌信号触发相关的具体扫描操作。通过控制令牌信号在扫描单元间的依次跳转，即可以实现扫描器的扫描工作。

在扫描操作时，待扫描单元会发起扫描请求信号给扫描器电路。在最新的扫描电路应用中，待扫描单元会经常性地改变自身的扫描请求状态，即对于扫描链路上的每个位置，是否有扫描需求的情况是经常性变化的。因此对于每次的扫描工作，扫描器电路应当能够依照不同的扫描请求状态，适应性地调整自身的扫描链状态，才能更高效灵活地实现对待扫描单元的扫描操作。常规的扫描器电路使用了随机扫描或顺序扫描的策略。但随机扫描因为随机性操作的策略，有可能导致某一位置上的扫描请求长时间被忽略；而顺序扫描则无法适应性地调整自身的扫描逻辑，导致经常在不需要进行扫描的位置上浪费扫描资源。

因此，需要一种新型的扫描器电路，来解决上述问题。

发明内容

本发明提供了一种新的扫描器电路及图像传感器，以力图解决或至少缓解上面存在的至少一个问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种扫描器电路，与多个待扫描单元耦接，扫描器电路包括：采样模块，包括多个采样单元，采样单元分别与待扫描单元耦接，适于接收来自各待扫描单元的扫描请求信号、以及对扫描请求信号进行采样并生成各自对应的扫描链配置信号；以及扫描链模块，包括至少由多个扫描单元构成的多层扫描块，且各层扫描块间相互嵌套，扫描链模块适于根据所述扫描链配置信号，配置令牌信号在各层扫描块的传输路径，并通过令牌信号在各扫描块的传输，来响应扫描请求信号，实现对对应的待扫描单元的扫描。

可选地，在根据本发明的扫描器电路中，令牌信号在各层扫描块的传输路径包括：令牌信号经过扫描块的第一路径和所述令牌信号不经过扫描块的第二路径；以及扫描链模块还适于根据各层扫描块中各扫描单元接收到的扫描链配置信号，确定令牌信号针对所述扫描块的传输路径为第一路径或第二路径。

可选地，在根据本发明的扫描器电路中，扫描链模块还适于，在扫描块中各扫描单元接收到的扫描链配置信号中有至少一个有效的扫描链配置信号时，确定令牌信号针对所述扫描块的传输路径为第一路径；以及在扫描块中各扫描单元接收到的扫描链配置信号中没有有效的扫描链配置信号时，确定令牌信号针对扫描块的传输路径为第二路径。

可选地，在根据本发明的扫描器电路中，扫描链模块包括：第一层扫描块，包括：由多个依次耦接的扫描单元构成的扫描单元链，第一运算单元，其输入端耦接多个扫描单元的扫描链配置信号，其输出端耦接第一选择器的控制端，适于基于所述扫描链配置信号，生成第一层扫描块的选择控制信号，以及第一选择器，其输入端分别接至扫描链模块的令牌输入线和扫描单元链的令牌输出线，其输出端接至第一层扫描块的令牌输出线，适于根据第一层扫描块的选择控制信号，从两路输入信号中选择一路信号进行输出；第N层扫描块(N≥2)，包括：由多个依次耦接的第(N-1)层扫描块构成的扫描块链，第N运算单元，其输入端耦接第(N-1)层扫描块的选择控制信号，其输出端耦接第N选择器的控制端，适于基于第(N-1)层扫描块的选择控制信号，生成第N层扫描块的选择控制信号，以及第N选择器，其输入端分别接至第N层扫描块的令牌输入线和所述扫描块链的令牌输出线，其输出端接至第N层扫描块的令牌输出线，适于根据第N层扫描块的选择控制信号，从两路输入信号中选择一路信号进行输出。

可选地，在根据本发明的扫描器电路中，各扫描单元适于通过扫描链配置信号线分别与各采样单元耦接。

可选地，在根据本发明的扫描器电路中，扫描单元包括：令牌输入选择子单元，其控制端接收扫描链配置信号，其输入端分别接至扫描单元的令牌输入线和地线，其输出端耦接令牌传递子单元的输入端，适于在扫描链配置信号有效时，将来自令牌输入线的令牌信号输出至令牌传递子单元；令牌传递子单元，适于在被触发时，接收来自令牌输入线的令牌信号并输出；令牌输出选择子单元，其控制端接收扫描链配置信号，其输入端分别接至扫描单元的令牌输入线和令牌传递子单元的输出端，其输出端耦接扫描单元的令牌输出线，适于在扫描链配置信号有效时，将来自令牌传递子单元的的令牌信号输出。

可选地，在根据本发明的扫描器电路中，令牌输入选择子单元还适于在扫描链配置信号无效时，将低电平信号输出至令牌传递子单元；令牌输出选择子单元还适于在扫描链配置信号无效时，将来自该扫描单元的令牌输入线的令牌信号输出。

可选地，在根据本发明的扫描器电路中，令牌传递子单元还适于在接收到令牌跳转信号时，被触发；令牌传递子单元还适于在接收到令牌重置信号时，被复位。

可选地，在根据本发明的扫描器电路中，采样模块还适于耦接到采样信号线，以接收采样信号，采样模块还适于在采样信号有效时，对当前时刻的扫描请求信号进行采样。

可选地，在根据本发明的扫描器电路中，采样单元包括相互耦接的开关和电容，其中，当采样信号有效时，开关闭合，扫描请求信号被采样并作为采样结果储存在所述电容中；以及，当采样信号无效时，开关打开，电容中储存的所述采样结果，作为扫描链配置信号被输出。

可选地，在根据本发明的扫描器电路中，采样单元包括锁存器，其中，当采样信号有效时，锁存器对输入的扫描请求信号进行采样，得到采样结果；以及，当采样信号无效时，锁存器记录之前状态，并将采样结果作为扫描链配置信号输出。

可选地，在根据本发明的扫描器电路中，采样单元包括触发器，其中，当采样信号上升沿到来时，触发器对输入的扫描请求信号进行采样，并记录采样结果；以及，触发器输出所述采样结果，直到下一次采样信号上升沿来临。

根据本发明的另一个方面，提供了一种图像传感器，包括：像素采集电路阵列，包括多个像素采集电路，像素采集电路适于实时监测视场中的光强变化，并在光强变化满足一定条件时进入触发状态，生成一个事件，事件表征视场中相应位置有运动事件发生；读出单元，包括如上所述的扫描器电路，与像素采集电路阵列耦接，适于读出像素采集电路阵列所生成事件的事件信息。

根据本发明的扫描器电路，通过在扫描链模块的前级添加采样模块，实现对变化的扫描请求信号的采样，以进一步稳定实现对扫描链路的适应性配置。此外，在每一次扫描工作时，先采样扫描请求信号，生成扫描链配置信号，再依照扫描链配置信号对扫描链完成配置，选择性地绕过所有不需要扫描的位置(即，扫描链配置信号无效的位置)，便可以将扫描链约束在最短长度，得到最优最短的令牌传输路径。之后，扫描链模块进入扫描状态，通过令牌信号在扫描单元间跳转，即可依次响应外部的待扫描单元的扫描请求，实现高效地扫描操作。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一些实施例的扫描器电路100的示意图；

图2A-图2C分别示出了根据本发明一些实施例的采样模块200的示意图；

图3示出了根据本发明另一些实施例的扫描链模块300的示意图；

图4示出了根据本发明一些实施例的扫描单元400的示意图；

图5A和图5B分别示出了扫描单元400在有扫描请求和无扫描请求时的等效电路示意图；

图6A示出了根据本发明一个实施例的扫描链模块300的示意图；

图6B示出了图6A的扫描链模块300依照扫描链配置信号状态进行配置后的等效效果图；

图7A和图7B示出了根据本发明一些实施例的扫描器电路100的两种典型工作方式的示意图；以及

图8示出了根据本发明一些实施例的图像传感器800的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为解决上述问题，本发明提出了一种新型的顺序选择性的扫描器电路实现方式。图1示出了根据本发明一些实施例的扫描器电路100的示意图。

如图1所示，扫描器电路100包括相互耦接的采样模块200和扫描链模块300。其中，采样模块200与外部的各待扫描单元101耦接。

具体地，采样模块200负责在每一次扫描工作开始时，对待扫描单元101的扫描请求信号进行采样，并利用采样的信号生成扫描链配置信号。每一个待扫描单元101输送给采样模块200的扫描请求信号是用于表征在当前扫描行动中，待扫描单元101是否需要被扫描器电路扫描。通常，当扫描请求信号有效时，代表当前待扫描单元需要被扫描；当扫描请求信号无效时，代表当前待扫描单元不需被扫描。

采样模块200将相应的扫描链配置信号传递给扫描链模块300，由其根据该扫描链配置信号，对扫描链进行适应性的配置。

在一种实施例中，采样模块200包括多个采样单元210。采样单元210分别与待扫描单元101耦接。通常来讲，采样单元210与待扫描单元101一一对应。采样单元210接收对应的待扫描单元101的扫描请求信号，对扫描请求信号进行采样并生成各自对应的扫描链配置信号。

扫描链模块300包括至少由多个扫描单元构成的多层扫描块，其中，扫描单元与采样单元210一一对应，以接收各自的扫描链配置信号。

根据本发明的实施方式，各层扫描块间相互嵌套。如图1，第二层扫描块320包含第一层扫描块310，第一层扫描块310包含扫描单元。依次类推，第三层扫描块包含第二层扫描块，第四层扫描块包含第三层扫描块，等等。图1仅示意性地示出了两层扫描块，本发明实施例并不限制扫描块的层数、以及扫描块中扫描单元的个数。

扫描链模块300根据扫描链配置信号，配置令牌信号在各层扫描块的传输路径。根据本发明的实施方式，令牌信号通常由外部控制电路给出，其作为一种特殊信号，用来指示扫描单元对应的位置的待扫描单元是否正在被扫描。具体地，当令牌信号经过扫描单元时，表示对应位置的待扫描单元正在被扫描；当令牌信号不经过扫描单元时，表示对应位置的待扫描单元没有被扫描。根据本发明的实施方式，在整个扫描链模块300中，任何时刻，最多只有一个扫描单元“拥有”令牌信号。这样，扫描链模块300就可以通过令牌信号在各扫描块的传输(更具体地，在各扫描块中的扫描单元的传输)，来响应扫描请求信号，实现对对应的待扫描单元的扫描。

应当了解，令牌信号可以由附属的或外部的令牌管理电路给出，也可以直接将扫描链模块的令牌输入与令牌输出首尾相接，来实现对令牌信号的给出。对此，本发明的实施例不再一一列举，只要能够实现上述令牌信号的实施例，均在本发明的保护范围之内。

根据一种实施例，令牌信号在各层扫描块的传输路径包括：令牌信号经过扫描块的第一路径和令牌信号不经过扫描块的第二路径。在一种实施例中，第二路径也被称之为旁路通道。即，当令牌信号针对某扫描块的传输路径为第二路径时，表示令牌信号在传输中利用旁路绕过该扫描块。

根据本发明的一种实施方式，扫描链模块300根据各层扫描块中各扫描单元接收到的扫描链配置信号，确定令牌信号针对该扫描块的传输路径为第一路径或第二路径。换言之，扫描链模块300根据各层扫描块中各扫描单元接收到的扫描链配置信号，来判断令牌信号是否要经过该扫描块。具体地，当扫描块中各扫描单元接收到的扫描链配置信号中有至少一个有效的扫描链配置信号时，令牌信号针对该扫描块的传输路径为第一路径；当扫描块中各扫描单元接收到的扫描链配置信号中没有有效的扫描链配置信号时，令牌信号针对该扫描块的传输路径为第二路径。

综上，根据本发明的扫描器电路100，通过在扫描链模块的前级添加采样模块，实现对变化的扫描请求信号的采样，以进一步稳定实现对扫描链路的适应性配置。此外，在每一次扫描工作时，先采样扫描请求信号，生成扫描链配置信号，再依照扫描链配置信号对扫描链完成配置，选择性地绕过所有不需要扫描的位置(即，扫描链配置信号无效的位置)，便可以将扫描链约束在最短长度，得到最优最短的令牌传输路径。之后，扫描链模块进入扫描状态，通过令牌信号在扫描单元间跳转，即可依次响应外部的待扫描单元的扫描请求，实现最高效地扫描操作。

图2A-图2C分别示出了根据本发明一些实施例的采样模块200的示意图。以下结合图2A-图2C，对扫描器电路100中采样模块200的内部结构进行说明。

结合图1，采样模块200主要由多个独立的采样单元实现。每个采样单元负责接收某一位置上外部输入的扫描请求信号，并在采样后输出对应位置的扫描链配置信号，输送给后续的扫描链模块300，用于指导令牌传输路径的配置。

根据本发明的实施方式，如果某个位置处的扫描链配置信号和扫描请求信号有效，表明该位置处需要被扫描器电路扫描；如果某个位置处的扫描链配置信号和扫描请求信号无效，则表明该位置处不需要被扫描电路扫描。

此外，采样模块200还耦接到采样信号线，以接收采样信号。具体地，每个采样单元都与采样信号线耦接，在有效的采样信号来到时，所有采样单元都会触发一次采样操作，对各自对应位置上在当前时刻的扫描请求信号进行采样，并输出采样结果作为扫描链配置信号。

采样单元的具体实施方法可按照具体的应用需求而定。图2A-图2C分别示出了对采样单元的三种可能的实现方法实例。

图2A中采样单元由电容采样电路实现，包括相互耦接的开关和电容。当采样信号有效时，采样开关闭合，输入电平信号(即，扫描请求信号)被采样、并作为采样结果储存在电容中；当采样信号无效时，采样开关打开，电容保持储存状态，采样单元的输出维持上次采样结果。

图2B中采样单元由电平触发的锁存器实现，包括锁存器。采样信号接入锁存器的使能端(EN)。在采样信号有效时，锁存器对输入的扫描请求信号进行采样，得到采样结果；在采样信号无效时，锁存器记录之前状态，采样单元的输出维持上次采样结果。

图2C中采样单元由时钟沿触发的触发器实现，包括触发器。采样信号作为时钟信号，在采样信号上升沿到来时，触发器对输入的扫描请求信号进行采样，并记录采样结果，采样单元的输出维持采样结果，直到下一次采样信号上升沿来临。当然，本领域技术人员应当理解，基于上述描述，也可以将采样单元设置为当采样时钟信号的下降沿到来时，触发对扫描请求信号进行采样。篇幅所限，此处不再一一赘述。

应当了解，此处仅作为示例，示出了采样单元的三种实现方式，本发明实施例并不局限于此。

图3示出了根据本发明一个实施例的扫描链模块300的示意图。如前文所述，扫描链模块300可由多层扫描块结构分层嵌合而成，其中每一层都由相关的扫描链配置信号进行配置，并通过令牌输入线和令牌输出线进行级间的耦接。应当了解，图3中以一个两层结构构成的扫描链模块作为实例，仅用来进一步说明扫描链模块多层结构的嵌合逻辑原理。图3与前述内容互为补充，重复之处不再赘述。

根据本发明的实施方式，扫描链模块300包括：第一层扫描块310、第二层扫描块320、…、第N层扫描块。在一些实施例中，第一层扫描块至少有2个；中间层，即第2至N-1层扫描块至少有2个；最高层，即第N层扫描块至少有1个，N＞2。特别地，当N＝2时，只有第一层扫描块和最高层扫描块。

如图3，第一层扫描块310包括：扫描单元链312、第一运算单元R1和第一选择器M1。其中，扫描单元链由多个依次耦接的扫描单元构成。通常来说，构成扫描单元链的扫描单元至少有1个，并且，各扫描单元通过扫描链配置信号线分别与各采样单元耦接。第一运算单元R1的输入端耦接多个扫描单元的扫描链配置信号，其输出端耦接第一选择器M1的控制端。第一选择器M1的输入端分别接至扫描链模块的令牌输入线和扫描单元链的令牌输出线，其输出端接至第一层扫描块310的令牌输出线。根据一种实施例，第一运算单元R1基于扫描链配置信号，生成第一层扫描块310的选择控制信号。更具体地，当第一运算单元所接入的各扫描链配置信号至少一个有效时，就生成有效的选择控制信号。第一选择器M1根据第一层扫描块310的选择控制信号，从两路输入信号中选择一路信号进行输出。换言之，第一选择器M1确定令牌信号在第一层扫描块310中的传输路径为第一路径或第二路径。

需要说明的是，在本实施例中，定义扫描链配置信号为高电平时，扫描链配置信号有效。此时，可以采用或门来实现第一运算单元(如图3所示)。当然，在另一些实施例中，也可以定义扫描链配置信号为低电平时，扫描链配置信号有效。此时，可以用与门来实现第一运算单元，来实现“各扫描链配置信号至少一个有效时，生成有效的选择控制信号”之目的。或者，还可以采用其他方式，如，一系列不同门组合的方式，来实现本发明的第一运算单元。总之，本发明实施例并不局限于采用或门来实现第一运算单元，只要能实现上述目的的方式，均在本发明的保护范围之内。

类似地，第N层扫描块(N≥2)包括：由多个依次耦接的第(N-1)层扫描块构成的扫描块链、第N运算单元RN和第N选择器MN。通常来说，构成扫描块链的上一层扫描块至少有2个。其中，第N运算单元的输入端耦接第(N-1)层扫描块(即，上一层扫描块)的选择控制信号，其输出端耦接第N选择器的控制端。第N选择器的输入端分别接至第N层扫描块的令牌输入线和扫描块链的令牌输出线，其输出端接至第N层扫描块的令牌输出线。第N运算单元基于第(N-1)层扫描块的选择控制信号，生成第N层扫描块的选择控制信号。更具体地，当第N运算单元所接入的各扫描链配置信号至少一个有效时，就生成有效的选择控制信号。第N选择器根据第N层扫描块的选择控制信号，从两路输入信号中选择一路信号进行输出。

针对第N运算单元的实现方式，可参考上文关于第一运算单元的相关描述，篇幅所限，此处不再赘述。

更具体地，以图3中的其中一个第一层扫描块310为例，多个底层的扫描单元(如图3中，扫描单元1～U)通过各自的令牌输入/输出线首尾串接在一起，同时第一个扫描单元1的令牌输入端口与本扫描块310的令牌输入线直接连接，最后一个扫描单元U的令牌输出端口与本扫描块310的第一选择器M1耦接。串接的扫描单元的个数U应至少有1个，一同串接构成了一条扫描单元链312。本扫描块310的第一选择器M1的输入端口分别接收来自该扫描单元链的令牌输出线以及本扫描块310的令牌输入线，本扫描块310的第一选择器M1的输出端口则连接到本扫描块310的令牌输出线上。扫描链配置信号1～U被分别输入到对应位置的扫描单元中，用于对扫描单元内部电路进行配置。同时，本扫描块310涉及的所有扫描链配置信号1～U通过第一或门R1生成选择控制信号，耦接到本扫描块310的第一选择器M1的控制端口。

当本第一层扫描块310涉及的扫描链配置信号1～U有至少一个为有效状态时，代表本第一层扫描块310的扫描单元中至少有一个需要被扫描，则第一或门R1生成的选择控制信号有效，例如，生成的选择控制信号为1，第一选择器M1将扫描单元链的令牌输出线联通到本第一层扫描块310的令牌输出线上，令牌传递经过本第一层扫描块310时，必定会经过有效的扫描单元才输出到下一级。

当本第一层扫描块310涉及的所有扫描链配置信号1～U均为无效状态时，表明本第一层扫描块310中所有扫描单元均不需要被扫描，则第一或门R1生成的选择控制信号无效，例如，生成的选择控制信号为0，第一选择器M1将本第一层扫描块310的令牌输入线直接联通到令牌输出线，令牌传递会绕过本第一层扫描块310中所有扫描单元，直接输出到下一级。

应当了解，基于上述描述，本领域技术人员也可以设置选择控制信号有效时为0，并相应地设置选择控制信号无效时为1，并相应修改部分模块，以实现本发明的扫描器电路。这对本领域技术人员来说是容易实现的，篇幅所限，此处不再一一列举。

综上，通过第一选择器M1的选择性配置，扫描块310即可实现对扫描单元1～扫描单元U的选择性扫描。

将第一层扫描块310看作一个整体，其令牌输入输出即可以被认为是该扫描块的令牌输入输出，而第一层扫描块310所涉及的所有扫描链配置信号1～U通过第一或门R1生成的选择控制信号，即可以被认为是该扫描块310的扫描链配置信号。

应当理解，所有第一层扫描块的电路结构都与该第一层扫描块310完全相同，它们都可以被看作相同的扫描模块。当然，也可以针对各第一层扫描块，设置不同的扫描单元个数，即U的取值可以不同。本发明的实施例对此不做过多限制。

根据一种实施例，多个与第一层扫描块310结构相同的第一层扫描块以类似的方式组合搭建，即构成了第二层扫描块320的扫描块链。具体来说，多个第一层扫描块通过各自的令牌输入/输出线首尾串接在一起，同时，第一个第一层扫描块的令牌输入端口与第二层扫描块320的令牌输入线直接连接，最后一个第一层扫描块的令牌输出端口与第二层扫描块320的第二选择器M2耦接。设扫描单元的个数为N，那么，串接的第一层扫描块的个数可以表示为：N/U，并且，(N/U)≥2。

第二选择器M2的输入端口分别接收来自该扫描块链的令牌输出线以及第二层扫描块320的令牌输入线，第二选择器M2的输出端口则连接到第二层扫描块320的令牌输出线上。第二层扫描块320涉及的所有第一层扫描块的扫描链配置信号通过第二或门R2生成选择控制信号，耦接到第二层扫描块320的第二选择器M2的控制端口。

当第二层扫描块320涉及的所有扫描块的扫描链配置信号有至少一个为有效状态时，代表第二层扫描块320包含的扫描单元中至少有一个需要被扫描，则第二或门R2生成的选择控制信号为1。第二选择器M2将扫描块链的令牌输出线联通到第二层扫描块320的令牌输出线上，令牌信号传递过程中，必定会经过有效的第一层扫描块。

当第二层扫描块320涉及的所有扫描块的扫描链配置信号均为无效状态时，表明第二层扫描块320中包含的所有扫描单元均不需要被扫描，则第二或门R2生成的选择控制信号为0。第二选择器M2将第二层扫描块320的令牌输入线直接联通到令牌输出线，令牌信号传递会绕过第二层扫描块320中所有扫描单元。

综上，通过第二选择器M2的选择性配置，第二层扫描块320即可实现对第一层扫描块1～第一层扫描块(N/U)的选择性扫描。

根据本发明的实施方式，通过这种多层级的令牌信号的跳转通道配置，利用旁路绕过不需扫描的位置，来实现选择性地扫描操作，并且能够有效减少因顺序扫描带来的延时问题、以及因随机扫描带来的漏扫描的问题，进而实现高效率的扫描。

图4示出了根据本发明一些实施例的扫描单元400的示意图。图5A和图5B分别示出了扫描单元400在有扫描请求和无扫描请求时的等效电路示意图。

在根据本发明的实施方式中，扫描单元400负责在扫描链中接收、传递令牌信号，当扫描链中某个位置的扫描单元接收到令牌信号时，即代表该位置正在被扫描。

如图4所示，扫描单元400包括：令牌输入选择子单元410、令牌传递子单元420和令牌输出选择子单元430。

令牌输入选择子单元410的控制端接收扫描链配置信号，其输入端分别接至扫描单元的令牌输入线和地线，其输出端耦接令牌传递子单元420的输入端。令牌传递子单元420的输出端接到令牌输出选择子单元430的一个输入端，令牌输出选择子单元430的另一个输入端接扫描单元400的令牌输入线。此外，令牌输出选择子单元430的控制端接收扫描链配置信号，输出端耦接扫描单元的令牌输出线。

需要说明的是，在又一些实施例中，当第一层扫描块只包含1个扫描单元时，扫描单元也可以只包含令牌输入选择子单元410、令牌传递子单元420。令牌传递子单元420的输出端接到扫描单元的令牌输出线。

在一种实施例中，令牌输入选择子单元410和令牌输出选择子单元430均通过选择器来实现，令牌传递子单元420由一个D型触发器实现。在一种实施例中，当触发器的输入端成功采样到高电平信号时，就确认本扫描单元400接收到令牌信号。当然，此处仅作为示例，本发明实施例并不限制采用何种电路模块来实现上述令牌输入选择子单元410、令牌传递子单元420和令牌输出选择子单元430。

应当了解，也可以设置令牌信号为低电平信号，此时，令牌输入选择子单元410的输入端分别接至扫描单元的令牌输入线和电源，当令牌输入选择子单元410在扫描链配置信号有效时，将接收到的低电平信号输出至令牌传递子单元420，以触发令牌传递子单元420并确认本扫描单元400接收到令牌信号。基于本发明实施例的描述，本领域技术人员容易想到采用其他常规电路方式，来实现本发明的扫描单元，均在本发明的保护范围之内，本发明对此不再一一赘述。

在又一些实施例中，令牌传递子单元420还接收来自外部令牌管理电路的令牌跳转信号和令牌重置信号。对于令牌跳转信号和令牌重置信号的说明，可参考前文中关于令牌信号的描述，此处不再赘述。如图4，触发器的时钟输入端口接收令牌跳转信号，触发器的复位输入接收令牌重置信号。在每次令牌跳转信号来到时，触发器执行触发动作，通过采样和输出来实现令牌的接收或传递。另外，当令牌重置信号有效时，触发器被重置，本扫描单元400也被复位。

图5A中示出了扫描链配置信号有效时的扫描单元配置结果。当扫描链配置信号有效时，代表对应位置有扫描请求需要被扫描，令牌输入选择子单元M1选择将本扫描单元的令牌信号传送给令牌传递子单元D1，令牌输出选择子单元M2选择将令牌传递子单元D1的输出信号输出给下一扫描单元。这种配置情况下，本扫描单元被接入到了实际的令牌传递通道中。当令牌跳转信号来到时，如果上一级扫描单元输出了令牌信号，即本扫描单元的令牌输入信号(即，来自本扫描单元的令牌输入线的令牌信号)为高电平，则令牌传递子单元D1将采样到高电平信号，本扫描单元接收并获取到令牌信号；如果本扫描单元已经持有令牌信号，即扫描传递子单元D1的输出为高电平信号，则该输出信号将被输出给下一扫描单元，令牌信号被传递给下一扫描单元。

图5B中示出了扫描链配置信号无效时的扫描单元配置结果。当扫描链配置信号无效时，代表对应位置没有扫描请求、不需要被扫描，令牌输入选择子单元M1选择将低电平信号传送给令牌传递子单元D1，令牌输出选择子单元M2选择将本扫描单元的令牌输入信号直接输出给下一扫描单元。这种配置情况下，本扫描单元被实际的令牌传递通道选择性地绕过了。当令牌跳转信号来到时，令牌传递子单元D1将采样到低电平信号，本扫描单元无法获取令牌信号。如果上一级扫描单元输出了令牌信号，即本扫描单元的令牌输入信号为高电平，则该高电平信号将被直接输出给下一扫描单元，令牌信号被直接传递给下一扫描单元，本扫描单元被绕过。

总之，根据本发明的扫描链模块300，可以看作包括了多层级的可配置的令牌跳转通道结构。在每一层级内，都布置有旁路通道(即，第二路径)和旁路通道选择器(即，第N选择器，此时N≥1)。旁路通道的选择控制由扫描链配置信号通过逻辑电路实现。通过对层内旁路通道的选择操作，可以实现令牌跳转通道在该层中对无请求的扫描单元的选择性绕过。多层结构依次嵌合后，即可实现整个扫描链的选择性配置。

为进一步说明根据本发明实施例的扫描链模块，图6A示出了根据本发明一个实施例的扫描链模块300的示意图，该扫描链模块300为包含8个扫描单元的两层结构。以下通过给出实际的8根扫描链配置信号状态，来进一步说明扫描链模块300进行选择性的令牌跳转通道的配置效果。需要说明的是，对图6A和图6B的描述内容，与前文中描述互为补充，重复之处不再赘述。

在图6A中，扫描块610和扫描块620为第一层扫描块，分别负责控制4个扫描单元间的令牌信号的跳转。每个扫描块内部都由或门逻辑和旁路选择器来实现对扫描块内4个扫描单元的选择性扫描。扫描块630为第二层扫描块，负责控制扫描块610和扫描块620间的令牌信号的跳转。扫描块630通过本层的或门逻辑和旁路选择器，也可实现对扫描块610和扫描块620整体的选择性扫描。所有的扫描链配置信号状态均已给出，其中1代表扫描链配置信号有效，即该位置上有扫描请求需要被扫描；0代表扫描链配置信号无效，即该位置上没有扫描请求不需要被扫描。

图6B示出了图6A的扫描链模块300依照扫描链配置信号状态进行配置后的等效效果图。其中，对于扫描单元1和扫描单元4，扫描链配置信号均为有效，则扫描单元1和扫描单元4都需要被扫描，其等效的令牌传递单元被接入令牌跳转通道中；扫描单元2、3、5、6、7、8处的扫描链配置信号均为无效，则均不需要被扫描，其等效为直接的令牌传递通路。对于扫描块610，扫描链配置信号1和4均为有效状态，所以第一或门R1A生成的选择控制信号为1，则扫描块610的第一选择器M1A选择输出内部扫描单元链的令牌输出，则扫描单元1～4不会被一同绕过。对于扫描块620，扫描链配置信号5～8均为无效状态，所以第一或门R1B生成的选择控制信号为0，则扫描块620的第一选择器M1B选择将扫描块620的令牌输入直接联通到令牌输出端，则扫描单元5～8会被整体选择性绕过。扫描块610中第一或门R1A生成了扫描块610的整体配置信号，扫描块620中第一或门R1B生成了扫描块620的整体配置信号，并一同接入扫描块630的第二或门R2，用于生成相应的选择控制信号来控制第二选择器M2的导通。其中扫描块610的整体配置信号为1，所以扫描块630的第二或门R2生成的选择控制信号为1，则扫描块630的第二选择器M2选择输出第一层的扫描块620的令牌输出。

根据本发明的实施方式，扫描器电路100在进行扫描工作时，主要分两个步骤进行。在扫描工作开始时，首先通过采样模块200执行采样操作。采样模块200接收到采样信号后，对所涉及的扫描请求信号进行采样，并生成对应的扫描链配置信号，扫描链配置信号指导扫描链模块300完成选择性扫描的令牌跳转通道配置，即，配置令牌信号的传输路径为第一路径或第二路径。令牌跳转通道配置完成后，开始进行令牌信号在扫描链间的跳转。在每次令牌跳转信号来到时，令牌信号会在通道内配置好的位置间依次跳转，跳转到的位置即为扫描到的位置，选择性的扫描工作即可以依次实现。令牌信号跳转结束后，本次的扫描工作完成，之后可以再按照相同流程，启动下一次的扫描工作。

图7A和图7B示出了根据本发明一些实施例的扫描器电路100的两种典型工作方式的示意图，每种工作方式均示出了两次连续的扫描工作的流程。需要说明的是，对图7A和图7B的描述内容，与前文中对扫描器电路的描述互为补充，重复之处不再赘述。

在图7A中，第一次扫描工作开始时，采样信号首先有效，采样模块执行采样操作，将涉及的扫描请求信号采样，并生成对应的扫描链配置信号，同时依据生成的扫描链配置信号，指导扫描链完成选择性扫描的令牌跳转通道配置。采样信号到达T1时间之后，第一个有效的令牌跳转信号发起。此时长T1需能保证在第一个有效的令牌跳转信号到达前，令牌跳转通道已经完成了配置。此后，多次有效的令牌跳转信号依次到达，并依次触发令牌信号在配置完成的令牌跳转通道内跳转，实现对各请求位置的扫描。当最后有效的令牌跳转信号结束后，本次扫描工作结束。再经过T2时间后，第二次扫描工作开始。此时长T2需保证最后一次令牌跳转所触发的相关工作已经结束。第二次扫描工作开始后，新的有效的采样信号再次到来，触发采样模块执行新的采样操作，之后的操作流程与第一次扫描工作相同。在图7A所示的工作方式中，T1和T2的时长需满足上述所提及的最短时长要求，但具体的实现可以按照不同的应用情景而调整。

在图7B中，第一次扫描工作开始时，采样信号首先有效，采样模块执行采样操作，将涉及的扫描请求信号采样，并生成对应的扫描链配置信号，同时依据生成的扫描链配置信号，指导扫描链完成选择性扫描的令牌跳转通道配置。采样信号到达T1时间之后，有效的令牌跳转信号发起。此时长T1需能保证在有效的令牌跳转信号到达前，令牌跳转通道已经完成了配置。本次有效的令牌跳转信号到达，会触发令牌信号在配置完成的令牌跳转通道内完成一次跳转，实现对当前令牌信号所在位置的下一请求位置的扫描。本次有效的令牌跳转信号结束后，本次扫描工作结束。再经过T2时间后，第二次扫描工作开始。此时长T2需保证在上一次令牌跳转所触发的相关工作已经结束。第二次扫描工作开始后，新的有效的采样信号再次到来，触发采样模块执行新的采样操作，之后的操作流程与第一次扫描工作相同。在图7B所示的工作方式中，T1和T2的时长需满足上述所提及的最短时长要求，但具体的实现可以按照不同的应用情景而调整。

在一些实施例中，根据本发明的扫描器电路100可以应用到图像传感器中，例如，布置在动态视觉传感器的读出单元中，通过扫描对应位置的像素采集电路，来读出像素采集电路阵列中所生成的事件。

图8示出了根据本发明一些实施例的图像传感器800的示意图。

如图8所示，图像传感器100至少包括相互耦接的像素采集电路阵列810和读出单元820。

像素采集电路阵列810由在空间上二维排列的相同的多个像素采集电路(即，像素单元)构成。根据本发明的实施方式，像素采集电路实时监测视场中的光强变化，并在光强变化满足一定条件时进入触发状态，即触发生成一个事件，用以表示此时视场中相应位置有运动事件发生。

读出单元820包括扫描器电路100，扫描器电路100耦接到像素采集电路阵列810中的各像素采集电路。各像素采集电路即为前文所述的待扫描单元。通过扫描器电路100对处于触发状态的像素采集电路的扫描，读出单元820能够读出像素采集电路阵列所生成事件的事件信息。

在一种实施例中，读出单元820中包括位于行方向上的扫描器电路100(称之为，行扫描器)、及位于列方向上的扫描器电路100(称之为，列扫描器)。其中行扫描器经行总线耦接到像素采集电路阵列810中各行的像素采集电路。列扫描器经列总线耦接到像素采集电路阵列810中各列的像素采集电路。更进一步地，行扫描器中的采样单元和扫描单元的个数，均与像素采集电路的行数一致；列扫描器中的采样单元和扫描单元的个数，均与像素采集电路的列数一致。

当像素采集电路阵列100中有像素采集电路处于触发状态时，通过行总线和列总线发出对应的扫描请求信号。行扫描器和列扫描器依照像素采集电路阵列中的扫描请求，相互配合地对处于触发状态的像素采集电路进行扫描，从而读出所生成事件的事件信息。

此外，读出单元820中还可以包含读出控制模块(未示出)，读出控制模块协调行扫描器和列扫描器，以控制行扫描器和列扫描器的工作方式等。在一些可选的实施例中，也可以通过读出控制模块来提供令牌信号。关于令牌信号的说明可参考前文相关描述，此处不再赘述。

在又一些实施例中，图像传感器100还包括全局控制单元(未示出)等。全局控制单元在图像传感器100上电时，复位整个像素采集电路阵列，以确保每个像素采集电路均有稳定的初始状态。

通过如上方式，读出单元能够实现高效率的读出操作，图像传感器不会因为读出延迟而导致事件检测的遗漏。此外，由于不需要对所有的像素采集电路进行扫描，能够进一步降低图像传感器的功耗。

根据又一些实施方式，根据本发明的扫描器电路100还可以应用到有扫描需求的电路中，以实现对电路中待扫描单元的高效扫描操作。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (12)

1.一种扫描器电路，与多个待扫描单元耦接，所述扫描器电路包括：

采样模块，包括多个采样单元，所述采样单元分别与待扫描单元耦接，适于接收来自各待扫描单元的扫描请求信号、以及对所述扫描请求信号进行采样并生成各自对应的扫描链配置信号；以及

扫描链模块，包括至少由多个扫描单元构成的多层扫描块，且各层扫描块间相互嵌套，所述扫描链模块适于根据所述扫描链配置信号是否有效，来配置令牌信号在各层扫描块的传输路径，所述传输路径指示所述令牌信号在传输中是否绕过各扫描块，并通过所述令牌信号在各扫描块的传输，来响应所述扫描请求信号，实现对对应的待扫描单元的扫描，

其中，所述扫描链模块包括：

第一层扫描块，包括：

由多个依次耦接的扫描单元构成的扫描单元链，

第一运算单元，其输入端耦接所述多个扫描单元的扫描链配置信号，其输出端耦接第一选择器的控制端，适于基于所述扫描链配置信号，生成所述第一层扫描块的选择控制信号，以及

第一选择器，其输入端分别接至所述扫描链模块的令牌输入线和所述扫描单元链的令牌输出线，其输出端接至所述第一层扫描块的令牌输出线，适于根据所述第一层扫描块的选择控制信号，从两路输入信号中选择一路信号进行输出；

第N层扫描块（N≥2），包括：

由多个依次耦接的第(N-1)层扫描块构成的扫描块链，

第N运算单元，其输入端耦接第(N-1)层扫描块的选择控制信号，其输出端耦接第N选择器的控制端，适于基于所述第(N-1)层扫描块的选择控制信号，生成第N层扫描块的选择控制信号，以及

第N选择器，其输入端分别接至第N层扫描块的令牌输入线和所述扫描块链的令牌输出线，其输出端接至第N层扫描块的令牌输出线，适于根据第N层扫描块的选择控制信号，从两路输入信号中选择一路信号进行输出。

2.如权利要求1所述的扫描器电路，其中，

所述令牌信号在各层扫描块的传输路径包括：所述令牌信号经过扫描块的第一路径和所述令牌信号不经过扫描块的第二路径；以及

所述扫描链模块还适于根据各层扫描块中各扫描单元接收到的扫描链配置信号，确定所述令牌信号针对所述扫描块的传输路径为第一路径或第二路径。

3.如权利要求2所述的扫描器电路，其中，所述扫描链模块还适于，

在扫描块中各扫描单元接收到的扫描链配置信号中有至少一个有效的扫描链配置信号时，确定所述令牌信号针对所述扫描块的传输路径为第一路径；以及

在扫描块中各扫描单元接收到的扫描链配置信号中没有有效的扫描链配置信号时，确定所述令牌信号针对所述扫描块的传输路径为第二路径。

4.如权利要求1所述的扫描器电路，其中，

各扫描单元适于通过扫描链配置信号线分别与各采样单元耦接。

5.如权利要求1所述的扫描器电路，其中，所述扫描单元包括：

令牌输入选择子单元，其控制端接收所述扫描链配置信号，其输入端分别接至所述扫描单元的令牌输入线和地线，其输出端耦接令牌传递子单元的输入端，适于在所述扫描链配置信号有效时，将来自所述令牌输入线的令牌信号输出至令牌传递子单元；

令牌传递子单元，适于在被触发时，接收来自所述令牌输入线的令牌信号并输出；

令牌输出选择子单元，其控制端接收所述扫描链配置信号，其输入端分别接至所述扫描单元的令牌输入线和所述令牌传递子单元的输出端，其输出端耦接所述扫描单元的令牌输出线，适于在所述扫描链配置信号有效时，将来自所述令牌传递子单元的令牌信号输出。

6.如权利要求5所述的扫描器电路，其中，

所述令牌输入选择子单元还适于在所述扫描链配置信号无效时，将低电平信号输出至令牌传递子单元；

令牌输出选择子单元还适于在所述扫描链配置信号无效时，将来自该扫描单元的令牌输入线的令牌信号输出。

7.如权利要求5所述的扫描器电路，其中，

所述令牌传递子单元还适于在接收到令牌跳转信号时，被触发；

所述令牌传递子单元还适于在接收到令牌重置信号时，被复位。

8.如权利要求1-7中任一项所述的扫描器电路，其中，

所述采样模块还适于耦接到采样信号线，以接收采样信号，所述采样模块还适于在所述采样信号有效时，对当前时刻的扫描请求信号进行采样。

9.如权利要求8所述的扫描器电路，其中，所述采样单元包括相互耦接的开关和电容，

其中，当采样信号有效时，所述开关闭合，所述扫描请求信号被采样并作为采样结果储存在所述电容中；以及，当采样信号无效时，所述开关打开，所述电容中储存的所述采样结果，作为扫描链配置信号被输出。

10.如权利要求8所述的扫描器电路，其中，所述采样单元包括锁存器，

其中，当采样信号有效时，所述锁存器对输入的扫描请求信号进行采样，得到采样结果；以及，当采样信号无效时，所述锁存器记录之前状态，并将采样结果作为扫描链配置信号输出。

11.如权利要求8所述的扫描器电路，其中，所述采样单元包括触发器，

其中，当采样信号上升沿到来时，所述触发器对输入的扫描请求信号进行采样，并记录采样结果；以及，所述触发器输出所述采样结果，直到下一次采样信号上升沿来临。

12.一种图像传感器，包括：

像素采集电路阵列，包括多个像素采集电路，所述像素采集电路适于实时监测视场中的光强变化，并在光强变化满足一定条件时进入触发状态，生成一个事件，所述事件表征视场中相应位置有运动事件发生；

读出单元，包括如权利要求1-11中任一项所述的扫描器电路，与所述像素采集电路阵列耦接，适于读出所述像素采集电路阵列所生成事件的事件信息。

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