CN114089434B - 一种单管脚输入读出电路组件及读出电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单管脚输入读出电路组件及读出电路，包括计数模块，被配置为基于复位信号执行计数，并在计数结束的情况下，输出计数停止信号；触发模块，被配置为在接收计数停止信号之前，且接收到串行输入数据的指定标识的情况下，输出数据有效指示信号；串并转换模块，被配置为接收所述串行输入数据和默认值，并在接收到所述数据有效指示信号的情况下，选择所述串行输入数据作为有效输入，执行并行转换，在未接收到所述数据有效指示信号的情况下，选择所述默认值作为有效输入。本公开的读出电路能够实现单管脚输入控制多个控制字的写入，减少外围管脚的数量，降低探测器后续应用的难度，提高芯片的稳定性。

Description

一种单管脚输入读出电路组件及读出电路

技术领域

本发明涉及红外焦平面探测器技术领域，尤其涉及一种单管脚输入读出电路组件及读出电路。

背景技术

红外焦平面探测技术具有光谱响应波段宽、可获得更多地面目标信息、能昼夜工作等显著优点，广泛应用于农林畜牧业、森林防火安防监控系统、文物保护监控系统和车辆驾驶中的红外夜视仪等民事领域。红外焦平面探测器读出电路是一种典型的数模混合电路，其中，模拟部分的主要作用是将探测器探测到的光电流进行积分、传输、放大并读出；数字部分的主要功能是为模拟部分提供时序，为信号读出提供行选列选信号，并且根据产品需求提供一些需要的读出功能。

如今随着焦平面探测器的高速发展，需制备出阵列规模更大、成像效果更好、功能更多的红外焦平面探测器组件，因此读出电路芯片的尺寸会逐渐变大，外围管脚数量也会增加。在以往的读出电路设计中，不同的功能的实现都需要不同的输入管脚来控制开启，一般来说，每个功能的控制都至少需要一个管脚来实现。如果要实现的功能繁多，比如根据需求设计开窗功能、镜像功能、工作模式切换、增益模式切换功能时，也需要相应的增加开窗功能的控制管脚，镜像功能的控制管脚，工作模式切换的控制管脚，增益模式切换的控制管脚等，如果需要设计的功能很多，则外围管脚的数量也会增多，这不仅不利于焦平面红外探测器在应用过程中后续的外围电路的设计，不利于外围管脚电压电流值的固化与烧写，对于探测器的稳定性以及噪声等方面也会有一定的影响。

发明内容

本发明实施例提供一种单管脚输入读出电路组件及读出电路，从而减少外围管脚的数量，降低探测器后续应用的难度，提高芯片的稳定性。

第一方面，本发明实施例提供一种单管脚输入读出电路组件，包括：

计数模块，被配置为基于复位信号执行计数，并在计数结束的情况下，输出计数停止信号；

触发模块，被配置为在接收计数停止信号之前，且接收到串行输入数据的指定标识的情况下，输出数据有效指示信号，并将所述数据有效指示信号发送至串并转换模块，在接收到所述计数停止标志信号后，停止输出数据有效指示信号；

串并转换模块，被配置为接收所述串行输入数据和默认值，并在接收到所述数据有效指示信号的情况下，选择所述串行输入数据作为有效输入，执行并行转换，在未接收到所述数据有效指示信号的情况下，选择所述默认值作为有效输入。

在一些实施例中，还包括：判断模块，被配置为在接收到上电复位结束信号的情况下，输出计数信号。

在一些实施例中，所述数据有效指示信号用作所述计数模块的复位信号，且在所述数据有效指示信号跳变的情况下，实现所述计数模块的复位。

在一些实施例中，在复位期间，配置所述串并转换模块的默认值，且上电复位的时长大于配置所述串并转换模块的时长。

在一些实施例中，不同的串行输入数据配置有相应的计数器值，不同的串行输入数据对应有不同的控制字。

在一些实施例中，所述计数模块、所述触发模块以及所述串并转换模块配置有统一的时钟信号。

在一些实施例中，所述串行输入数据的指定标识为首位为“1”。

在一些实施例中，所述判断模块包括与门。

第二方面，本发明实施例提供一种红外焦平面读出电路，包括本公开各实施例所述的单管脚输入读出电路组件。

本发明实施例通过根据数据有效指示信号从而在默认模式(默认值)和串行输入数据之间实现选择，并执行并行转换，从而实现单管脚输入控制多个控制字的写入，减少外围管脚的数量，降低探测器后续应用的难度，提高芯片的稳定性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本公开实施例的单管脚输入读出电路组件结构示意图；

图2为本公开实施例的单管脚输入读出电路组件基本结构示意图。

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。

本发明实施例提供一种单管脚输入读出电路组件，如图1所示，包括：

计数模块101，被配置为基于复位信号执行计数，并在计数结束的情况下，输出计数停止信号，一些实施方式中计数停止信号可以是电平跳变信号，例如可以计数过程中输出低电平，在到达计数值时，输出高电平，具体的方式在此不做限定。

触发模块103，被配置为在接收计数停止信号之前，且接收到串行输入数据的指定标识的情况下，输出数据有效指示信号，并将所述数据有效指示信号发送至串并转换模块104，在接收到所述计数停止标志信号后，停止输出数据有效指示信号。在接收计数停止信号之前，计数模块101可以输出计数信号，具体的计数值可以根据需要配置，以适配于不同的串行输入数据，从而在计数模块101计数过程中，触发模块103可以根据接收到串行输入数据的指定标识的情况下，输出数据有效指示信号，具体的指定标识可以是指定的一个数据或者一段数据，具体在此不做限定，所输出的数据有效指示信号可以用于串并转换模块104根据该信号执行串并转换。数据有效指示信号也可以是高电平或者低电平的一种，一些实施例中数据有效指示信号的低电平宽度可以由多级触发器组成的计数器来实现。

串并转换模块104，被配置为接收所述串行输入数据和默认值，并在接收到所述数据有效指示信号的情况下，选择所述串行输入数据作为有效输入，执行并行转换，在未接收到所述数据有效指示信号的情况下，选择所述默认值作为有效输入。在选择默认值作为输入数据的情况下，串并转换模块104可以一直保持默认模式不变。转换之后的并行数据流向不同的寄存器模块105，从而控制不同功能的选择与切换。

本公开的方案通过串并转换模块104从串行输入数据和默认值与计数模块101的配合，实现了单管脚情况下对多个控制字的识别和区分写入，可以大大节省探测器外围的引脚资源，并且不会因为外围管脚过多而带来更大的噪声与其他影响，加强芯片的稳定性。同时由于管脚数量减少，在多功能电路设计时，会降低探测器应用时后续设计的难度。

在一些实施例中，还包括：判断模块102，被配置为在接收到上电复位结束信号的情况下，输出计数信号。本示例中，需要通过单管脚实现不同的功能切换，在切换的计数模块101完成一种功能控制后，可以对计数模块101进行复位，以配置不同的控制字(计数值)，通过判断模块102，在未收到上电复位结束信号的情况下，判断模块102不输出使能信号，从而在复位未结束的情况下，即使有串行输入数据的情况下，也不会输出数据有效指示信号。在一些实施例中，所述判断模块包括与门，也即可以将计数模块101的输出信号与上电复位结束信号进行“与”运算，从而输出触发模块103的使能信号。

在一些实施例中，所述数据有效指示信号用作所述计数模块的复位信号，且在所述数据有效指示信号跳变的情况下，实现所述计数模块的复位。例如在一段串行输入数据转换完成之前，触发模块103可基于串行输入数据一直输出数据有效指示信号，而在串行输入数据转换完成后，输出数据无效指示信号，数据无效指示信号可以是在输出数据有效指示信号基础上的跳变，例如输出数据有效指示信号可以是1，而数据无效指示信号可以是0。

在一些实施例中，在复位期间，配置所述串并转换模块的默认值，且上电复位的时长大于配置所述串并转换模块的时长。在复位期间，配置所述串并转换模块的默认值，还可以根据需要的控制字配置计数模块101的值，以适配于不同的功能信号。如图2所示，在一些实施例中，不同的串行输入数据配置有相应的计数器值，不同的串行输入数据对应有不同的控制字。具体的配置方式在此不做限定，为了保证在配置完成后才输出上电复位结束信号，可以将上电复位的时长设置为大于配置所述串并转换模块的时长，从而能够实现不同功能的选择与切换。

在一些实施例中，如图1所示，所述计数模块、所述触发模块以及所述串并转换模块配置有统一的时钟信号。

在一些实施例中，所述串行输入数据的指定标识为首位为“1”，在复位完成后接收到首位为1的串行输入数据，则可以通过串并转换模块104对后续的数据执行串行数据写入。

本公开的读出电路组件可以利用一个管脚进行多个控制字的写入，不会因为外围管脚过多而带来更大的噪声与其他影响，大大加强芯片的稳定性，同时由于管脚数量减少，在多功能电路设计时，会降低探测器应用时后续设计的难度，且设计思路明确，难度较低，不会占用过多的资源与面积，容易实现。

本公开还提出一种单管脚输入读出电路组件的实施案例，包括计数模块101，判断模块102，触发模块103和串并转换模块104，其中计数模块101为带有复位功能的计数器，判断模块102为逻辑门与，触发模块103为带有置0功能的触发器，串并转换模块104为带有选择功能的串并转换寄存器。

本公开的读出电路组件的一种示例性的工作方式如下：

为计数器设置相应功能控制字的默认值，在上电复位期间自动完成功能控制字默认值的配置，复位时间不低于2ms，功能控制字的默认值应在上电复位期间来配置。此期间与门中的上电复位结束信号一直为低电平，所以电路不能进行数据写入操作，上电复位结束后，如不进行写入操作，则所有的功能控制字均一直保持默认值不变。

通过串口模块(图中未示出)进行数据写入，此时上电复位时间已结束，上电复位结束信号一直保持高电平，与门输出使能信号。串行写入数据的首位为1时，触发器的输出被置0，此时计数器开始计数，计数期间，计数停止信号一直为0，所以写入数据有效指示信号的电平值会一直为低电平，代表在这段期间，串口写入数据有效，当计数器数到规定的数字后，计数器停止计数，此时计数停止标志信号拉高(跳变)，数据有效指示信号也相应的拉高，代表数据写完，不可再写入。其中，计数模块、触发模块和串并转换模块配置有统一的时钟，所需的时间根据需要的控制字的位数来确定，每个控制字需要一个时钟周期。

利用触发器组成的串并转换模块，多级触发器具有选择功能，即可以在串行输入数据和配置的默认值之间进行选择，如图1所示。在写入数据有效指示信号的电平值为低电平期间，也就是写入数据有效期间进行数据写入时，串并转换寄存器将选择串行写入的数据作为输入数据，将其转换为并行数据，否则，该寄存器将一直选择默认值作为输入数据，也就是将会一直保持默认模式不变，并且并行输出在上电复位期间保持配置的默认值不变。

具体的可以在默认模式下，串行数据为一串其值均为0(低电平)的数据。当串行写入数据的首位被置为1时，写入数据有效指示信号的电平值将会拉低固定的时间，代表在这段期间，串口写入数据有效，此时根据功能需要，设置对应的功能控制字的位数与相应控制字的值，串行逐个写入。数据有效指示信号的有效时间可以预先根据需要的控制字的位数来配置，每个控制字使用一个时钟周期。数据有效指示信号的低电平宽度可以由多级触发器组成的计数器来实现。

转换之后的并行数据流向不同的寄存器模块，从而控制不同功能的选择与切换。

本发明实施例还提供一种红外焦平面读出电路，包括本公开各实施例所述的单管脚输入读出电路组件。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种单管脚输入读出电路组件，其特征在于，包括：

计数模块，被配置为基于复位信号执行计数，并在计数结束的情况下，输出计数停止信号；

触发模块，被配置为在接收计数停止信号之前，且接收到串行输入数据的指定标识的情况下，输出数据有效指示信号，并将所述数据有效指示信号发送至串并转换模块，在接收到所述计数停止信号后，停止输出数据有效指示信号；

串并转换模块，被配置为接收所述串行输入数据和默认值，并在接收到所述数据有效指示信号的情况下，选择所述串行输入数据作为有效输入，执行并行转换，在未接收到所述数据有效指示信号的情况下，选择所述默认值作为有效输入。

2.如权利要求1所述的单管脚输入读出电路组件，其特征在于，还包括：

判断模块，被配置为在接收到上电复位结束信号的情况下，输出计数信号。

3.如权利要求2所述的单管脚输入读出电路组件，其特征在于，所述数据有效指示信号用作所述计数模块的复位信号，且在所述数据有效指示信号跳变的情况下，实现所述计数模块的复位。

4.如权利要求3所述的单管脚输入读出电路组件，其特征在于，在上电复位期间，配置所述串并转换模块的默认值，且上电复位的时长大于配置所述串并转换模块的时长。

5.如权利要求1所述的单管脚输入读出电路组件，其特征在于，不同的串行输入数据配置有相应的计数器值，不同的串行输入数据对应有不同的控制字。

6.如权利要求5所述的单管脚输入读出电路组件，其特征在于，所述计数模块、所述触发模块以及所述串并转换模块配置有统一的时钟信号。

7.如权利要求1所述的单管脚输入读出电路组件，其特征在于，所述串行输入数据的指定标识为首位为“1”。

8.如权利要求2所述的单管脚输入读出电路组件，其特征在于，所述判断模块包括与门。

9.一种红外焦平面读出电路，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的单管脚输入读出电路组件。