WO2010043804A1 - Integrated circuit comprising a matrix of electronic cells and pixel-based detector comprising such a circuit - Google Patents

Integrated circuit comprising a matrix of electronic cells and pixel-based detector comprising such a circuit Download PDF

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WO2010043804A1
WO2010043804A1 PCT/FR2009/051933 FR2009051933W WO2010043804A1 WO 2010043804 A1 WO2010043804 A1 WO 2010043804A1 FR 2009051933 W FR2009051933 W FR 2009051933W WO 2010043804 A1 WO2010043804 A1 WO 2010043804A1
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integrated circuit
data
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PCT/FR2009/051933
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Bernard Dinkespiler
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Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S)
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    • G01T1/2914Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2921Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras
    • G01T1/2928Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions; Radio-isotope cameras using solid state detectors
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    • H01L27/14634Assemblies, i.e. Hybrid structures

Definitions

  • Integrated circuit comprising an array of electronic cells and pixel detector comprising such a circuit
  • the present invention relates to an integrated circuit comprising an array of electronic cells.
  • Such an integrated circuit is, for example, part of a pixel detector organized according to an architecture, for example a two-dimensional array of rows and columns of pixels.
  • Each pixel then contains an analog part responsible for amplifying and processing the weak signal resulting from the photon-electron conversion of the pixel.
  • each pixel Beside this very sensitive analog part, there is, in each pixel, a digital part consisting of counters, configuration registers and clock distribution, etc.
  • a first problem a source of analog / digital interference, lies in the presence of row and column selection rails used to address the pixels to be read.
  • a second problem lies in the presence of a "data bus" which carries the data to be extracted from the matrix.
  • a "data bus” which carries the data to be extracted from the matrix.
  • it is a large number of equipotential lines that cross the matrix from one side to the other and undergo intense electromagnetic activity during the reading.
  • the pixel detectors operate according to a time-sharing operational scheme between a phase of capturing an image on the one hand and detector configuration and data transfer phases to the pixels of the matrix. somewhere else. Therefore, in current pixel detectors, data transfer never occurs during the image capture phase.
  • the object of the invention is to solve the problems mentioned above about cell matrices to reduce the dead time.
  • the subject of the invention is an integrated circuit comprising a matrix of electronic cells distributed by columns of cells, characterized in that each cell comprises a data input / output register, the input / output registers of the cells of each column being connected in series to cause cell-to-cell data propagation in each column.
  • the integrated circuit comprises one of the following characteristics: it comprises means for transmitting incoming data to / out of the matrix, integrated in an electrical circuit of the bottom of columns of the matrix ,
  • the means for transmitting the incoming data to the matrix comprise a data input bus connected to the first of a plurality of serial input registers each associated with a column of the matrix and each connected to the input register; output of the first cell of the corresponding column,
  • the means for transmitting the outgoing data of the matrix comprise a data output bus connected to the last of a plurality of serial output registers each associated with a column of the matrix and each connected to the input / output register of the first cell of the corresponding column, - it comprises an input of at least a first control signal and means forming a retarder of the first control signal are interposed between the successive columns and / or the successive cells of each column of the matrix to cause spatio-temporal propagation of the first control signal through the array, - the first control signal is a clock signal,
  • each column comprises an input of a second control signal for enabling / blocking the operation of the input / output registers of the cells of this column to validate / block the propagation of the data in said column,
  • the first and second control signals are associated through a logical AND gate before being applied to the cells
  • each cell comprises means for processing a signal and each column comprises an input of a third control signal for enabling / blocking the operation of the cell processing means of this column to enable / block the signal processing in said column, and the cells are formed of pixels and the processing means of each pixel comprise a photon counter.
  • the invention also relates to a pixel detector comprising such an integrated circuit.
  • the invention makes it possible to eliminate the dead time problem by using an architecture making it possible to simultaneously operate the analog and digital circuits during certain reading and / or configuration phases of the pixel detector.
  • FIG. 1 illustrates a pixel matrix structure to which the invention can be applied
  • FIG. 2 illustrates an elementary pixel of this matrix
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating the structure of the digital part of this elementary pixel
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating the operation of the digital part of this elementary pixel according to the invention.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating the structure and operation of the circuit according to the invention.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating the structure and operation of the circuit according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating the structure and operation of the circuit according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating the structure and operation of the circuit according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating the structure and operation of the circuit according to a fourth embodiment of the invention.
  • the invention relates to an array of electronic cells distributed by cell columns.
  • FIG. 1 Such a structure is illustrated in FIG. 1, in which a matrix circuit designated by the general reference 1 in this figure is recognized, comprising a matrix of pixels designated by the general reference 2, divided into columns of pixels, which are associated with electronic means of bottom of columns designated by the general reference 3.
  • the digital portion is generally carefully separated from the analog portion to limit mutual influences.
  • This digital part 4 comprises means for processing a signal 6 named "photon" transmitted by the analog part 5 when an incident photon is detected by the detector. to pixels.
  • the photon processing means comprise a counter 8 whose content is incremented each time an incident photon is detected.
  • the counter 8 is generally accessible at least in read mode and possibly in write mode for test purposes for example.
  • the digital part 4 of the pixel also comprises a configuration register 10 making it possible to adjust certain parameters of the image taking individually for each pixel.
  • This configuration register 10 serves, by way of example, to individually correct the setting of a parameter of the shooting to obtain uniformity of adjustment for all the pixels of the matrix 2. It is also used to "mask" a pixel whose behavior is not correct.
  • This configuration register 10 is accessible for reading and writing.
  • the digital portion 4 of the pixel comprises, according to the invention, an associated input / output register 12, through an information transmission link 13, to a multiplexer 14 of data wired in such a way that the operations can be performed. following:
  • FIG. 4 illustrates the operation of the digital part 4 to carry out the functions described above.
  • This operation is illustrated for 3 consecutive bits i-1, i and i + 1 in the pixel.
  • the multiplexer 14 has four data inputs and one input of a selection signal "SEL".
  • the selection signal "SEL" makes it possible to choose, from among the four following possibilities, the data that will be loaded into the input / output register 12 during a next clock pulse applied to a CLK input of the input register / exit 12:
  • FIG. 5 represents the structure of the pixel matrix according to the invention.
  • the first three pixels (“pixel 0”, “pixel 1”, “pixel 2") of the first four columns of the matrix as well as means for transmitting incoming data to / out of these pixels integrated in the electronic circuit of the bottom of columns of the matrix 2.
  • the means for transmitting the incoming data to the matrix 2 comprise a data input bus connected to the first of a plurality of input registers 32, in series, each associated with a column of the matrix. and each connected to the input / output register 12 of the first pixel "pixel 0" of the corresponding column.
  • the outgoing data transmission means of the matrix comprise a data output bus 34 connected to the last of a plurality of output registers 36, in series, each associated with a column of the matrix and each connected to the input / output register 12 of the first pixel "pixel 0" of the corresponding column.
  • serial offsets to enter and exit the information in the pixel array avoids this major disadvantage of random addressing.
  • data bus of the state of the art has also been eliminated.
  • the data propagates inside the matrix 2 by series shift.
  • the data thus extracted from the pixels of the matrix 2 are collected by the bottom column registers 36 which provisionally store them and transmit them out of the matrix through the output bus 34.
  • the reading of the matrix 2 happens in two distinct phases.
  • the first phase is to load the registers 36 of bottom of columns with the data of the matrix 2 by serial shift of the data of the pixels in each column.
  • the second phase consists in evacuating the data of the registers 36 towards the outside of the circuit.
  • the second phase relates to only a part of the data, namely the data from the first pixel ("pixel 0") of each column of pixels. This operation is repeated until the total reading of the matrix 2.
  • This second phase is harmless for the analog circuits of the matrix because the bottom circuit of columns 3 is physically separated from the matrix all the more when the feeding of this bottom circuit of columns 3 is separated from that of the digital part 4.
  • FIG. 6 illustrates an embodiment of the operation of the pixel counters. This operation is controlled by a control signal named "CEN" which is sent to an input 40 of each column of pixels and then propagated to all the pixels of this column.
  • CEN control signal
  • the "CEN" control signal is common to all the pixels and comes from a global control signal “CEN G ".
  • the counters count permanently except for the phases during which the serial shift of the data in the matrix takes place and the phases during which the data are stored in the input / output registers.
  • the resulting dead time is typically of the order of 10% maximum of the total operating time of the pixel detector.
  • a first way of reducing this dead time consists, as illustrated in FIG. 7, in minimizing the simultaneous switching of the cells of the matrix, that is to say, in the example illustrated, pixels.
  • a matrix of pixels is identified which is designated by the general reference 50 and which therefore comprises several columns such as, for example, the columns 51, 52 and 53, of pixels such as the pixels designated by the references 54 , 55 and 56 for column 51.
  • the use of the term matrix may cover the overall structure of the matrix globally or different parts thereof, in which the different pixels are associated in the form of a matrix. submatrix.
  • this matrix or this part of matrix comprises a single input for a control signal such as for example the signal designated S in this figure and bearing the reference 57 thereon, which is intended to be distributed to the various pixels of this matrix.
  • means forming a retarder such as for example the retarder 58 are interposed in series between the different columns 51, 52 and 53. These means forming a retarder are for example integrated in the electrical circuit of the bottom of columns of the matrix.
  • retarders such as for example the self-timer designated by the general reference 59 can be integrated in the pixels of each column, these being also connected in series.
  • any control signal intended for a large number of pixels and possibly all, such as for example any driving pulse is transmitted by each pixel to the neighboring pixel of the top in its column, after passing through a delay circuit whose function is therefore to delay the propagation of this pulse, from a single point of entry.
  • the propagation of this control signal from one column to the next of the matrix is delayed by a similar retarder located at the bottom of the column.
  • these switches can be spread over time over about 100 ns and in the plane defined by the matrix, the wavefront of the wave thus generated moving approximately along the diagonal of the pixel matrix. .
  • the inrush currents due to these switches are distributed regularly over time and according to the power pads, classically distributed along the circuit. This propagation in wave is then adapted to the discretion of the designer of the circuit for all the signals which it considers potentially troublesome in the context indicated previously.
  • this wave propagation is adapted in a particular embodiment to the "CLK" clock signal.
  • the dead time corresponds in this case only to the data storage time in the input / output registers 12. This dead time is negligible.
  • a second way of reducing this dead time is, as illustrated in FIG. 8, to perform the series offsets only on a subset of columns among the columns of the matrix.
  • This is implemented in one embodiment of the invention using a control signal "CLK EN" which allows for each column to enable / block the operation of the input / output registers 12 of the pixels of FIG. this column to validate / block the propagation of data in the column.
  • control signal "CLK EN" is input to an input 60 of the circuit and it is stored in registers 62 of the bottom of columns associated with the columns of the matrix, each register comprising the value of this control signal for the column concerned.
  • the clock signal "CLK” and the signal “CLK EN i" are associated through a logic “AND” gate 64 before being applied to the pixels of the matrix.
  • the signal "CLK EN" validates the operation of the input / output registers 12 of one column out of 10, ie the columns 0, 10, 20, ... while blocking the operation of the registers d I / O 12 of all the other columns then it validates the operation of the input / output registers 12 of the columns 1, 1 1, 21, ... while blocking the operation of the input / output registers 12 of all the other columns, etc., until all the columns are exhausted.
  • the combination of wave-wave propagation and multiplexing of serial data offsets between the columns further reduces the level of electromagnetic disturbance of the pixel detector.
  • FIG. 9 A third method to improve the dead time is illustrated in FIG. 9.
  • This method aims to multiplex the counting between the columns.
  • counting is allowed only for a subset of columns and forbidden for other columns that are more bothered by reading / writing data. This has the consequence of having a dead time per column rather than an overall dead time for the entire circuit.
  • This method is implemented in one embodiment of the invention using the CEN control signal which allows for each column to enable / block the count of photons in the pixels of this column.
  • the signal “CEN” is input to an input 70 of the circuit and it is stored in registers 72 of the bottom of columns associated with the columns of the matrix, each register comprising the value of this control signal for the column concerned.
  • the value stored in the register 72 is "CEN i".
  • the global count control signal “CEN G " in the matrix is associated with the signal "CEN i” through a logic "AND” gate 74 before being applied to the pixels of FIG. the matrix.

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Abstract

This integrated circuit comprising a matrix of electronic cells distributed in columns of cells is characterized in that each cell comprises a data input/output register (12), the input/output registers (12) of the cells of each column being connected in series so as to cause a propagation of the data from cell to cell in each column.

Description

Circuit intégré comprenant une matrice de cellules électroniques et détecteur à pixels comportant un tel circuit Integrated circuit comprising an array of electronic cells and pixel detector comprising such a circuit
La présente invention concerne un circuit intégré comprenant une matrice de cellules électroniques. Un tel circuit intégré fait par exemple partie d'un détecteur à pixels organisé selon une architecture par exemple bidimensionnelle en matrice de lignes et de colonnes de pixels.The present invention relates to an integrated circuit comprising an array of electronic cells. Such an integrated circuit is, for example, part of a pixel detector organized according to an architecture, for example a two-dimensional array of rows and columns of pixels.
Chaque pixel contient alors une partie analogique chargée d'amplifier et de traiter le signal ténu issu de la conversion photon-électron du pixel.Each pixel then contains an analog part responsible for amplifying and processing the weak signal resulting from the photon-electron conversion of the pixel.
A côté de cette partie analogique très sensible, on trouve, dans chaque pixel, une partie numérique constituée de compteurs, de registres de configuration et de distribution d'horloge, etc ...Beside this very sensitive analog part, there is, in each pixel, a digital part consisting of counters, configuration registers and clock distribution, etc.
Pour des raisons pratiques, il n'est pas possible de déporter la partie numérique en dehors de la matrice de pixels. Or, la cohabitation de ces circuits numériques avec les circuits analogiques voisins, extrêmement sensibles, pose des problèmes d'interférences mutuelles qui interdisent souvent leur fonctionnement simultané.For practical reasons, it is not possible to shift the digital part out of the pixel array. However, the cohabitation of these digital circuits with adjacent analog circuits, extremely sensitive, poses mutual interference problems that often prohibit their simultaneous operation.
Un premier problème, source d'interférence analogique/numérique, réside dans la présence de rails de sélection de lignes et de colonnes, utilisés pour adresser les pixels à lire.A first problem, a source of analog / digital interference, lies in the presence of row and column selection rails used to address the pixels to be read.
Un second problème réside dans la présence d'un « bus de données » qui véhicule les données à extraire de la matrice. En pratique, il s'agit d'un grand nombre de lignes équipotentielles qui traversent la matrice de part en part et qui subissent lors de la lecture une activité électromagnétique intense.A second problem lies in the presence of a "data bus" which carries the data to be extracted from the matrix. In practice, it is a large number of equipotential lines that cross the matrix from one side to the other and undergo intense electromagnetic activity during the reading.
Dans la pratique, les détecteurs à pixels fonctionnent suivant un schéma opérationnel de partage du temps entre une phase de capture d'une image d'une part et des phases de configuration du détecteur et de transfert de données vers les pixels de la matrice d'autre part. Par conséquent, dans les détecteurs à pixels actuels, le transfert de données ne s'effectue jamais pendant la phase de capture de l'image.In practice, the pixel detectors operate according to a time-sharing operational scheme between a phase of capturing an image on the one hand and detector configuration and data transfer phases to the pixels of the matrix. somewhere else. Therefore, in current pixel detectors, data transfer never occurs during the image capture phase.
Cette contrainte entraîne l'existence d'un temps mort préjudiciable dans certaines conditions expérimentales notamment dans le cas d'applications sensibles. A titre d'exemple, en cristallographie, certaines expériences requièrent un enregistrement en continu des images, sans temps mort. En imagerie médicale, le temps mort équivaut à une dose d'irradiation plus forte pour le patient, toutes choses étant égales par ailleurs.This constraint results in the existence of a dead time that is detrimental under certain experimental conditions, particularly in the case of sensitive applications. By way of example, in crystallography, certain experiments require continuous recording of the images, without dead time. In medical imaging, the dead time is equivalent to a higher radiation dose for the patient, all other things being equal.
Il est donc utile voire indispensable pour conduire une expérience particulière de disposer d'un détecteur à pixels dépourvu de temps mort. Le but de l'invention est de résoudre les problèmes évoqués précédemment à propos des matrices de cellules pour réduire le temps mort.It is therefore useful and even essential to conduct a particular experiment to have a pixel detector devoid of dead time. The object of the invention is to solve the problems mentioned above about cell matrices to reduce the dead time.
A cet effet, l'invention a pour objet un circuit intégré comprenant une matrice de cellules électroniques réparties par colonnes de cellules, caractérisé en ce que chaque cellule comprend un registre d'entrée/sortie de données, les registres d'entrée/sortie des cellules de chaque colonne étant raccordés en série pour provoquer une propagation des données de cellule en cellule dans chaque colonne.For this purpose, the subject of the invention is an integrated circuit comprising a matrix of electronic cells distributed by columns of cells, characterized in that each cell comprises a data input / output register, the input / output registers of the cells of each column being connected in series to cause cell-to-cell data propagation in each column.
Selon d'autres aspects de l'invention, le circuit intégré comprend l'une des caractéristiques suivantes : - il comprend des moyens de transmission des données entrantes vers/sortantes de la matrice, intégrés dans un circuit électrique de bas de colonnes de la matrice,According to other aspects of the invention, the integrated circuit comprises one of the following characteristics: it comprises means for transmitting incoming data to / out of the matrix, integrated in an electrical circuit of the bottom of columns of the matrix ,
- les moyens de transmission des données entrantes vers la matrice comprennent un bus d'entrée de données raccordé au premier d'une pluralité de registres d'entrée en série chacun associé à une colonne de la matrice et chacun raccordé au registre d'entrée/sortie de la première cellule de la colonne correspondante,the means for transmitting the incoming data to the matrix comprise a data input bus connected to the first of a plurality of serial input registers each associated with a column of the matrix and each connected to the input register; output of the first cell of the corresponding column,
- les moyens de transmission des données sortantes de la matrice comprennent un bus de sortie de données raccordé au dernier d'une pluralité de registres de sortie en série chacun associé à une colonne de la matrice et chacun raccordé au registre d'entrée/sortie de la première cellule de la colonne correspondante, - il comprend une entrée d'au moins un premier signal de contrôle et des moyens formant retardateur du premier signal de contrôle sont interposés entre les colonnes successives et/ou les cellules successives de chaque colonne de la matrice, pour provoquer une propagation spatio-temporelle du premier signal de contrôle à travers la matrice, - le premier signal de contrôle est un signal d'horloge,the means for transmitting the outgoing data of the matrix comprise a data output bus connected to the last of a plurality of serial output registers each associated with a column of the matrix and each connected to the input / output register of the first cell of the corresponding column, - it comprises an input of at least a first control signal and means forming a retarder of the first control signal are interposed between the successive columns and / or the successive cells of each column of the matrix to cause spatio-temporal propagation of the first control signal through the array, - the first control signal is a clock signal,
- chaque colonne comprend une entrée d'un deuxième signal de contrôle de validation/blocage du fonctionnement des registres d'entrée/sortie des cellules de cette colonne pour valider/bloquer la propagation des données dans ladite colonne,each column comprises an input of a second control signal for enabling / blocking the operation of the input / output registers of the cells of this column to validate / block the propagation of the data in said column,
- les premier et deuxième signaux de contrôle sont associés à travers une porte ET logique avant d'être appliqués aux cellules,the first and second control signals are associated through a logical AND gate before being applied to the cells,
- chaque cellule comprend des moyens de traitement d'un signal et chaque colonne comprend une entrée d'un troisième signal de contrôle de validation/blocage du fonctionnement des moyens de traitement des cellules de cette colonne pour valider/bloquer le traitement du signal dans ladite colonne, et - les cellules sont formées de pixels et les moyens de traitement de chaque pixel comprennent un compteur de photons. L'invention concerne également un détecteur à pixels comprenant un tel circuit intégré.each cell comprises means for processing a signal and each column comprises an input of a third control signal for enabling / blocking the operation of the cell processing means of this column to enable / block the signal processing in said column, and the cells are formed of pixels and the processing means of each pixel comprise a photon counter. The invention also relates to a pixel detector comprising such an integrated circuit.
Ainsi, l'invention permet d'éliminer le problème du temps mort en utilisant une architecture permettant de faire fonctionner simultanément les circuits analogiques et numériques pendant certaines phases de lecture et/ou de configuration du détecteur à pixels.Thus, the invention makes it possible to eliminate the dead time problem by using an architecture making it possible to simultaneously operate the analog and digital circuits during certain reading and / or configuration phases of the pixel detector.
La solution proposée par l'invention permet de plus d'optimiser, en fonction du niveau de perturbation électromagnétique acceptable dans l'application visée, le temps mort et la vitesse de lecture du détecteur. On va maintenant décrire des modes de réalisation de l'invention de façon plus précise mais non limitative en regard des dessins annexés, sur lesquels :The solution proposed by the invention also makes it possible to optimize, as a function of the level of electromagnetic disturbance acceptable in the intended application, the dead time and the reading speed of the detector. Embodiments of the invention will now be described in a more precise but nonlimiting manner with reference to the appended drawings, in which:
- la figure 1 illustre une structure de matrice de pixels à laquelle peut s'appliquer l'invention ;FIG. 1 illustrates a pixel matrix structure to which the invention can be applied;
- la figure 2 illustre un pixel élémentaire de cette matrice, - la figure 3 est un schéma synoptique illustrant la structure de la partie numérique de ce pixel élémentaire ;FIG. 2 illustrates an elementary pixel of this matrix; FIG. 3 is a block diagram illustrating the structure of the digital part of this elementary pixel;
- la figure 4 est un schéma synoptique illustrant le fonctionnement de la partie numérique de ce pixel élémentaire selon l'invention;FIG. 4 is a block diagram illustrating the operation of the digital part of this elementary pixel according to the invention;
- la figure 5 est un schéma synoptique illustrant la structure et le fonctionnement du circuit selon l'invention ;FIG. 5 is a block diagram illustrating the structure and operation of the circuit according to the invention;
- la figure 6 est un schéma synoptique illustrant la structure et le fonctionnement du circuit selon un premier mode de réalisation de l'invention ;FIG. 6 is a block diagram illustrating the structure and operation of the circuit according to a first embodiment of the invention;
- la figure 7 est un schéma synoptique illustrant la structure et le fonctionnement du circuit selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 8 est un schéma synoptique illustrant la structure et le fonctionnement du circuit selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; etFIG. 7 is a block diagram illustrating the structure and operation of the circuit according to a second embodiment of the invention; FIG. 8 is a block diagram illustrating the structure and operation of the circuit according to a third embodiment of the invention; and
- la figure 9 est un schéma synoptique illustrant la structure et le fonctionnement du circuit selon un quatrième mode de réalisation de l'invention.- Figure 9 is a block diagram illustrating the structure and operation of the circuit according to a fourth embodiment of the invention.
Comme cela a été mentionné précédemment, l'invention se rapporte à une matrice de cellules électroniques réparties par colonnes de cellules.As mentioned above, the invention relates to an array of electronic cells distributed by cell columns.
Dans la suite de la description, on décrira un exemple de réalisation basé sur une matrice de pixels.In the remainder of the description, an exemplary embodiment based on a matrix of pixels will be described.
Une telle structure est illustrée sur la figure 1 , où l'on reconnaît en effet un circuit à matrice désigné par la référence générale 1 sur cette figure, comportant une matrice de pixels désignée par la référence générale 2, répartis en colonnes de pixels, qui sont associées à des moyens électroniques de bas de colonnes désignés par la référence générale 3.Such a structure is illustrated in FIG. 1, in which a matrix circuit designated by the general reference 1 in this figure is recognized, comprising a matrix of pixels designated by the general reference 2, divided into columns of pixels, which are associated with electronic means of bottom of columns designated by the general reference 3.
Ces moyens électroniques de bas de colonnes contiennent des circuits communs aux pixels de façon classique. De façon plus précise, la constitution d'un pixel élémentaire de ce circuit 1 est illustrée sur la figure 2, où l'on peut en effet constater qu'un tel pixel comporte une partie numérique désignée par la référence générale 4 sur cette figure, associée à une partie analogique désignée par la référence générale 5.These electronic means of bottom of columns contain circuits common to the pixels in a conventional manner. More precisely, the constitution of an elementary pixel of this circuit 1 is illustrated in FIG. 2, where it can indeed be observed that such a pixel comprises a digital part designated by the general reference 4 in this figure, associated with an analog part designated by general reference 5.
Ainsi qu'on peut le constater sur cette figure, la partie numérique est généralement soigneusement séparée de la partie analogique pour limiter les influences mutuelles.As can be seen from this figure, the digital portion is generally carefully separated from the analog portion to limit mutual influences.
Cependant, cette structure matricielle entraîne une certaine proximité inévitable entre les parties analogiques et numériques des pixels, avec les inconvénients mentionnés précédemment.However, this matrix structure leads to a certain inevitable proximity between the analog and digital parts of the pixels, with the disadvantages mentioned above.
La structure de la partie numérique 4 du pixel est détaillée dans la figure 3. Cette partie numérique 4 comporte des moyens de traitement d'un signal 6 nommé « photon » transmis par la partie analogique 5 lorsqu'un photon incident est détecté par le détecteur à pixels.The structure of the digital part 4 of the pixel is detailed in FIG. 3. This digital part 4 comprises means for processing a signal 6 named "photon" transmitted by the analog part 5 when an incident photon is detected by the detector. to pixels.
Les moyens de traitement du photon comprennent un compteur 8 dont le contenu est incrémenté à chaque détection d'un photon incident. Le compteur 8 est accessible généralement du moins en mode lecture et éventuellement en mode écriture pour des raisons de test par exemple.The photon processing means comprise a counter 8 whose content is incremented each time an incident photon is detected. The counter 8 is generally accessible at least in read mode and possibly in write mode for test purposes for example.
La partie numérique 4 du pixel comprend également un registre de configuration 10 permettant de régler certains paramètres de la prise d'image individuellement pour chaque pixel. Ce registre de configuration 10 sert, à titre d'exemple, à corriger individuellement le réglage d'un paramètre de la prise de vue pour obtenir une uniformité de réglage pour tous les pixels de la matrice 2. Il sert également à « masquer » un pixel dont le comportement n'est pas correct. Ce registre de configuration 10 est accessible en lecture et écriture. La partie numérique 4 du pixel comporte selon l'invention un registre d'entrée/sortie 12 associé, à travers une liaison de transmission d'informations 13, à un multiplexeur 14 de données câblées de telle sorte que l'on puisse effectuer les opérations suivantes :The digital part 4 of the pixel also comprises a configuration register 10 making it possible to adjust certain parameters of the image taking individually for each pixel. This configuration register 10 serves, by way of example, to individually correct the setting of a parameter of the shooting to obtain uniformity of adjustment for all the pixels of the matrix 2. It is also used to "mask" a pixel whose behavior is not correct. This configuration register 10 is accessible for reading and writing. The digital portion 4 of the pixel comprises, according to the invention, an associated input / output register 12, through an information transmission link 13, to a multiplexer 14 of data wired in such a way that the operations can be performed. following:
- charger le contenu du compteur 8 dans le registre d'entrée/sortie 12 à travers une liaison de transmission d'informations 16, - charger le contenu du registre de configuration 10 dans le registre d'entrée/sortieto load the contents of the counter 8 into the input / output register 12 through an information transmission link 16, - load the content of the configuration register 10 into the input / output register
12 à travers une liaison de transmission d'informations 18 ;12 through an information transmission link 18;
- charger le registre d'entrée/sortie 12 dans le registre de configuration 10 à travers une liaison de transmission d'informations 20 ; - effectuer un décalage d'un bit dans un sens montant des données placées dans le registre d'entrée/sortie 12 à travers des moyens de chaînage 22 avec le pixel suivant dans la même colonne ; et- load the input / output register 12 in the configuration register 10 through an information transmission link 20; - Shifting a bit in a rising direction of the data placed in the input / output register 12 through chaining means 22 with the next pixel in the same column; and
- effectuer un décalage d'un bit dans le sens descendant des données placées dans le registre d'entrée/sortie 12 à travers des moyens de chaînage 24 avec le pixel précédent dans la même colonne.performing a one-bit downward shift of the data placed in the input / output register 12 through chaining means 24 with the preceding pixel in the same column.
A titre d'exemple, la figure 4 illustre le fonctionnement de la partie numérique 4 pour réaliser les fonctions décrites ci-dessus.By way of example, FIG. 4 illustrates the operation of the digital part 4 to carry out the functions described above.
Ce fonctionnement est illustré pour 3 bits consécutifs i-1 , i et i + 1 dans le pixel. Dans cet exemple le multiplexeur 14 possède quatre entrées de données et une entrée d'un signal de sélection « SEL ».This operation is illustrated for 3 consecutive bits i-1, i and i + 1 in the pixel. In this example the multiplexer 14 has four data inputs and one input of a selection signal "SEL".
Le signal de sélection « SEL » permet de choisir, parmi les quatre possibilités suivantes, la donnée qui sera chargée dans le registre d'entrée/sortie 12 lors d'un prochain coup d'horloge appliqué sur une entrée CLK du registre d'entrée/sortie 12 :The selection signal "SEL" makes it possible to choose, from among the four following possibilities, the data that will be loaded into the input / output register 12 during a next clock pulse applied to a CLK input of the input register / exit 12:
- le bit de données du compteur 8 de même rang noté Cpti, - le bit de données de configuration de même rang noté Cfgi,the data bit of counter 8 of the same rank denoted Cpti, the configuration data bit of the same rank denoted Cfgi,
- le bit de sortie du registre d'entrée/sortie 12 du pixel suivant dans la même colonne noté Rci+1 ; etthe output bit of the input / output register 12 of the next pixel in the same column denoted Rci + 1; and
- le bit de sortie du registre d'entrée/sortie 12 du pixel précédent dans la même colonne noté Rci-1 . Ainsi le bit de poids faible de chaque pixel est chaîné au bit de poids fort du pixel précédent de la même colonne et le bit de poids fort de chaque pixel est chaîné au bit de poids faible du pixel suivant de la même colonne.the output bit of the input / output register 12 of the preceding pixel in the same column denoted Rci-1. Thus the least significant bit of each pixel is chained to the most significant bit of the preceding pixel of the same column and the most significant bit of each pixel is chained to the least significant bit of the next pixel of the same column.
Ainsi, tous les bits des registres d'entrée/sortie 12 des pixels d'une même colonne sont chaînés de sorte à ne former qu'une chaîne unique. Le bit de poids faible du premier pixel de la colonne est connecté à un registre situé dans le circuit électronique de bas de colonnes 3 de la matrice comme cela sera décrit plus en détail en référence à la figure 5.Thus, all the bits of the input / output registers 12 of the pixels of the same column are chained so as to form a single chain. The least significant bit of the first pixel of the column is connected to a register located in the lower column electronic circuit 3 of the matrix as will be described in more detail with reference to FIG.
La figure 5 représente la structure de la matrice de pixels selon l'invention. Sur cette figure 5 sont ainsi représentés les trois premiers pixels (« pixel 0 », « pixel 1 », « pixel 2 ») des quatre premières colonnes de la matrice ainsi que des moyens de transmission des données entrantes vers/sortantes de ces pixels intégrés dans le circuit électronique de bas de colonnes de la matrice 2.FIG. 5 represents the structure of the pixel matrix according to the invention. In this figure 5 are thus represented the first three pixels ("pixel 0", "pixel 1", "pixel 2") of the first four columns of the matrix as well as means for transmitting incoming data to / out of these pixels integrated in the electronic circuit of the bottom of columns of the matrix 2.
Selon l'invention, les moyens de transmission des données entrantes vers la matrice 2 comprennent un bus d'entrée 30 de données raccordé au premier d'une pluralité de registres d'entrée 32, en série, chacun associé à une colonne de la matrice et chacun raccordé au registre d'entrée/sortie 12 du premier pixel « pixel 0 » de la colonne correspondante.According to the invention, the means for transmitting the incoming data to the matrix 2 comprise a data input bus connected to the first of a plurality of input registers 32, in series, each associated with a column of the matrix. and each connected to the input / output register 12 of the first pixel "pixel 0" of the corresponding column.
De manière similaire, les moyens de transmission des données sortantes de la matrice comprennent un bus de sortie 34 de données raccordé au dernier d'une pluralité de registres de sortie 36, en série, chacun associé à une colonne de la matrice et chacun raccordé au registre d'entrée/sortie 12 du premier pixel « pixel 0 » de la colonne correspondante.Similarly, the outgoing data transmission means of the matrix comprise a data output bus 34 connected to the last of a plurality of output registers 36, in series, each associated with a column of the matrix and each connected to the input / output register 12 of the first pixel "pixel 0" of the corresponding column.
Ce mode d'échange des données par décalages série entre l'intérieur et l'extérieur de la matrice de pixels permet d'éviter le recours classique à un adressage aléatoire par ligne et colonne qui implique l'utilisation de rails de sélection de lignes et de colonnes qui traversent la matrice de pixels de part en part et qui, lorsque ces signaux sont actifs, peuvent perturber gravement les circuits analogiques en fonctionnement.This mode of exchange of data by serial offsets between the inside and the outside of the pixel matrix makes it possible to avoid the traditional use of a random addressing by line and column which involves the use of line selection rails and columns that pass through the matrix of pixels from one side to the other and which, when these signals are active, can seriously disturb the analog circuits in operation.
Le recours à des décalages série pour entrer et sortir l'information dans la matrice de pixels permet d'éviter cet inconvénient majeur de l'adressage aléatoire. Par ailleurs, le « bus de données » de l'état de la technique a été également éliminé.The use of serial offsets to enter and exit the information in the pixel array avoids this major disadvantage of random addressing. In addition, the "data bus" of the state of the art has also been eliminated.
En effet, selon l'architecture proposée par la présente invention, les données se propagent à l'intérieur de la matrice 2 par décalage série. Les données ainsi extraites des pixels de la matrice 2 sont recueillies par les registres 36 de bas de colonnes qui les stockent provisoirement et les transmettent vers l'extérieur de la matrice à travers le bus de sortie 34.Indeed, according to the architecture proposed by the present invention, the data propagates inside the matrix 2 by series shift. The data thus extracted from the pixels of the matrix 2 are collected by the bottom column registers 36 which provisionally store them and transmit them out of the matrix through the output bus 34.
Ainsi, la lecture de la matrice 2 se passe selon deux phases distinctes. La première phase consiste à charger les registres 36 de bas de colonnes avec les données de la matrice 2 par décalage série des données des pixels dans chaque colonne.Thus, the reading of the matrix 2 happens in two distinct phases. The first phase is to load the registers 36 of bottom of columns with the data of the matrix 2 by serial shift of the data of the pixels in each column.
La deuxième phase consiste à évacuer les données des registres 36 vers l'extérieur du circuit.The second phase consists in evacuating the data of the registers 36 towards the outside of the circuit.
Dans la pratique, la deuxième phase porte sur une partie seulement des données à savoir les données issues du premier pixel (« pixel 0 ») de chaque colonne de pixels. Cette opération est réitérée jusqu'à la lecture totale de la matrice 2.In practice, the second phase relates to only a part of the data, namely the data from the first pixel ("pixel 0") of each column of pixels. This operation is repeated until the total reading of the matrix 2.
Cette deuxième phase est inoffensive pour les circuits analogiques de la matrice car le circuit de bas de colonnes 3 est physiquement séparé de la matrice d'autant plus lorsque ralimentation de ce circuit de bas de colonnes 3 est séparée de celle de la partie numérique 4.This second phase is harmless for the analog circuits of the matrix because the bottom circuit of columns 3 is physically separated from the matrix all the more when the feeding of this bottom circuit of columns 3 is separated from that of the digital part 4.
Un fonctionnement similaire est mis en œuvre pour l'écriture de données dans les pixels. Ainsi, la phase la plus contraignante du point de vue des perturbations électromagnétiques est la première phase.A similar operation is implemented for writing data in the pixels. Thus, the most restrictive phase from the point of view of electromagnetic disturbances is the first phase.
Le temps mort de lecture est ainsi dominé par cette première phase.The dead time of reading is thus dominated by this first phase.
La figure 6 illustre un mode de réalisation du fonctionnement des compteurs des pixels. Ce fonctionnement est commandé par un signal de contrôle nommé « CEN » qui est envoyé vers une entrée 40 de chaque colonne de pixels puis propagé vers tous les pixels de cette colonne.Figure 6 illustrates an embodiment of the operation of the pixel counters. This operation is controlled by a control signal named "CEN" which is sent to an input 40 of each column of pixels and then propagated to all the pixels of this column.
Selon le mode de réalisation de la figure 6, le signal de contrôle « CEN » est commun à tous les pixels et issu d'un signal de contrôle global «CENG».According to the embodiment of FIG. 6, the "CEN" control signal is common to all the pixels and comes from a global control signal "CEN G ".
Ainsi, tous les compteurs 8 de tous les pixels sont commandés simultanément pour déclencher ou arrêter le comptage.Thus, all the counters 8 of all the pixels are controlled simultaneously to trigger or stop the count.
Dans l'état de la technique, il est interdit de compter lors de la phase d'acquisition de données. Ceci a pour conséquence un temps mort typiquement de l'ordre de 50 % du temps total de fonctionnement du détecteur à pixels.In the state of the art, it is forbidden to count during the data acquisition phase. This results in a dead time typically of the order of 50% of the total operating time of the pixel detector.
Grâce à l'invention, les compteurs comptent en permanence à l'exception des phases pendant lesquelles a lieu le décalage série des données dans la matrice et des phases pendant lesquelles les données sont stockées dans les registres d'entrée/sortieThanks to the invention, the counters count permanently except for the phases during which the serial shift of the data in the matrix takes place and the phases during which the data are stored in the input / output registers.
12. Le temps mort résultant est typiquement de l'ordre de 10% maximum du temps total de fonctionnement du détecteur à pixels.12. The resulting dead time is typically of the order of 10% maximum of the total operating time of the pixel detector.
Ce temps de 10%, bien que beaucoup plus faible que celui de l'état de la technique, peut néanmoins être gênant pour certaines applications sensibles. Les modes de réalisation décrits dans la suite de la description en référence aux figures 7 à 9 visent à réduire encore ce temps mort.This time of 10%, although much lower than that of the state of the art, can nevertheless be troublesome for certain sensitive applications. The embodiments described in the following description with reference to FIGS. 7 to 9 aim at further reducing this dead time.
Une première manière de réduire ce temps mort consiste comme cela est illustré sur la figure 7, à minimiser les commutations simultanées des cellules de la matrice, c'est- à-dire, dans l'exemple illustré, des pixels.A first way of reducing this dead time consists, as illustrated in FIG. 7, in minimizing the simultaneous switching of the cells of the matrix, that is to say, in the example illustrated, pixels.
On reconnaît en effet sur cette figure 7, une matrice de pixels qui est désignée par la référence générale 50 et qui comporte donc plusieurs colonnes telles que par exemple les colonnes 51 , 52 et 53, de pixels tels que les pixels désignés par les références 54, 55 et 56 pour la colonne 51. On notera que dans la suite de la description, l'utilisation du terme matrice peut couvrir l'ensemble de la structure de la matrice de façon globale ou différentes parties de celle-ci, dans lesquelles les différents pixels sont associés sous forme d'une sous-matrice.Indeed, in this FIG. 7, a matrix of pixels is identified which is designated by the general reference 50 and which therefore comprises several columns such as, for example, the columns 51, 52 and 53, of pixels such as the pixels designated by the references 54 , 55 and 56 for column 51. Note that in the remainder of the description, the use of the term matrix may cover the overall structure of the matrix globally or different parts thereof, in which the different pixels are associated in the form of a matrix. submatrix.
Ainsi, cette matrice ou cette partie de matrice comporte une entrée unique pour un signal de contrôle tel que par exemple le signal désigné par S sur cette figure et portant la référence 57 sur celle-ci, qui est destiné à être distribué aux différents pixels de cette matrice.Thus, this matrix or this part of matrix comprises a single input for a control signal such as for example the signal designated S in this figure and bearing the reference 57 thereon, which is intended to be distributed to the various pixels of this matrix.
A cet effet, des moyens formant retardateur tels que par exemple le retardateur 58 sont interposés en série entre les différentes colonnes 51 , 52 et 53. Ces moyens formant retardateur sont par exemple intégrés dans le circuit électrique de bas de colonnes de la matrice.For this purpose, means forming a retarder such as for example the retarder 58 are interposed in series between the different columns 51, 52 and 53. These means forming a retarder are for example integrated in the electrical circuit of the bottom of columns of the matrix.
De même, des retardateurs tels que par exemple le retardateur désigné par la référence générale 59, peuvent être intégrés dans les pixels de chaque colonne, ceux-ci étant alors également raccordés en série. Ainsi, tout signal de contrôle destiné à un grand nombre de pixels et éventuellement à tous, comme par exemple toute impulsion de pilotage, est transmis par chaque pixel au pixel voisin du dessus dans sa colonne, après passage dans un circuit retardateur dont la fonction est donc de retarder la propagation de cette impulsion, à partir d'un point d'entrée unique. De même, la propagation de ce signal de contrôle d'une colonne à la suivante de la matrice est retardée par un retardateur similaire situé en bas de colonne.Likewise, retarders such as for example the self-timer designated by the general reference 59 can be integrated in the pixels of each column, these being also connected in series. Thus, any control signal intended for a large number of pixels and possibly all, such as for example any driving pulse, is transmitted by each pixel to the neighboring pixel of the top in its column, after passing through a delay circuit whose function is therefore to delay the propagation of this pulse, from a single point of entry. Similarly, the propagation of this control signal from one column to the next of the matrix is delayed by a similar retarder located at the bottom of the column.
Il en résulte alors une propagation du signal de contrôle au travers de la matrice, selon un schéma spatio-temporel, à la façon d'un front d'onde similaire à une vague, schématisé par le trait W se déplaçant dans la direction D selon une diagonale de la matrice.This then results in a propagation of the control signal through the matrix, according to a spatio-temporal pattern, in the manner of a wave-like wavefront, schematized by the line W moving in the direction D according to a spatio-temporal pattern. a diagonal of the matrix.
Ainsi, en prenant un exemple d'un circuit dans lequel on envoie une impulsion de contrôle sur 12 bascules de 9600 pixels de chaque circuit, on déclenche potentiellement le changement d'état d'environ 1 10.000 bascules.Thus, by taking an example of a circuit in which a control pulse is sent on 12 flip-flops of 9600 pixels of each circuit, the change of state of approximately 1 10000 flip-flops is potentially triggered.
Sans le dispositif de retard décrit ci-dessus, ces commutations auraient lieu dans un laps de temps très court de l'ordre de 200 ps.Without the delay device described above, these switches would take place in a very short time of the order of 200 ps.
Grâce à l'intégration des retardateurs, ces commutations peuvent être étalées dans le temps sur environ 100 ns et dans le plan défini par la matrice, le front d'onde de la vague ainsi générée se déplaçant approximativement selon la diagonale de la matrice de pixels. Ainsi, les courants d'appel dus à ces commutations se répartissent régulièrement dans le temps et suivant les plots d'alimentation, classiquement répartis le long du circuit. Cette propagation en vague est alors adaptée à la discrétion du concepteur du circuit pour tous les signaux qu'il juge potentiellement gênants dans le contexte indiqué précédemment.Thanks to the integration of the retarders, these switches can be spread over time over about 100 ns and in the plane defined by the matrix, the wavefront of the wave thus generated moving approximately along the diagonal of the pixel matrix. . Thus, the inrush currents due to these switches are distributed regularly over time and according to the power pads, classically distributed along the circuit. This propagation in wave is then adapted to the discretion of the designer of the circuit for all the signals which it considers potentially troublesome in the context indicated previously.
Plus particulièrement, l'utilisation de cette propagation en vague est adaptée dans un mode de réalisation particulier au signal d'horloge « CLK ».More particularly, the use of this wave propagation is adapted in a particular embodiment to the "CLK" clock signal.
Les commutations d'horloge des registres d'entrée/sortie 12 étant ainsi étalées selon la vague W, les décalages en série des données sont également étalés dans le temps.Since the clock switches of the input / output registers 12 are thus spread according to the wave W, the serial offsets of the data are also spread over time.
Ainsi, il n'est plus nécessaire d'interdire le comptage durant les décalages de données. Le temps mort correspond alors dans ce cas uniquement au temps de stockage des données dans les registres d'entrée/sortie 12. Ce temps mort est négligeable.Thus, it is no longer necessary to prohibit counting during data offsets. The dead time then corresponds in this case only to the data storage time in the input / output registers 12. This dead time is negligible.
Une deuxième manière de réduire ce temps mort consiste, comme cela est illustré sur la figure 8, à procéder aux décalages série seulement sur un sous-ensemble de colonnes parmi les colonnes de la matrice. Ceci est mis en œuvre dans un mode de réalisation de l'invention à l'aide d'un signal de contrôle « CLK EN » qui permet pour chaque colonne de valider/bloquer le fonctionnement des registres d'entrée/sortie 12 des pixels de cette colonne pour valider/bloquer la propagation des données dans la colonne.A second way of reducing this dead time is, as illustrated in FIG. 8, to perform the series offsets only on a subset of columns among the columns of the matrix. This is implemented in one embodiment of the invention using a control signal "CLK EN" which allows for each column to enable / block the operation of the input / output registers 12 of the pixels of FIG. this column to validate / block the propagation of data in the column.
Le signal de contrôle « CLK EN » est entré sur une entrée 60 du circuit et il est stocké dans des registres 62 de bas de colonnes associés aux colonnes de la matrice, chaque registre comportant la valeur de ce signal de contrôle pour la colonne concernée.The control signal "CLK EN" is input to an input 60 of the circuit and it is stored in registers 62 of the bottom of columns associated with the columns of the matrix, each register comprising the value of this control signal for the column concerned.
Ainsi, pour une colonne donnée « i », la valeur stockée dans le registre 62 concerné est « CLK EN i ».Thus, for a given column "i", the value stored in the register 62 concerned is "CLK EN i".
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le signal d'horloge « CLK » et le signal « CLK EN i » sont associés à travers une porte « ET » logique 64 avant d'être appliqués aux pixels de la matrice.In a particular embodiment of the invention, the clock signal "CLK" and the signal "CLK EN i" are associated through a logic "AND" gate 64 before being applied to the pixels of the matrix.
Ainsi, dans le cas où l'horloge « CLK » est propagée selon la vague W, les décalages de données en série pour les colonnes validées sont également étalés.Thus, in the case where the clock "CLK" is propagated according to the wave W, the serial data offsets for the validated columns are also spread.
A titre d'exemple, le signal « CLK EN » valide le fonctionnement des registres d'entrée/sortie 12 d'une colonne sur 10, soit les colonnes 0, 10, 20, ... tout en bloquant le fonctionnement des registres d'entrée/sortie 12 de toutes les autres colonnes puis il valide le fonctionnement des registres d'entrée/sortie 12 des colonnes 1 , 1 1 , 21 ,... tout en bloquant le fonctionnement des registres d'entrée/sortie 12 de toutes les autres colonnes etc ..., jusqu'à épuiser toutes les colonnes. La combinaison de la propagation de l'horloge par vague et du multiplexage des décalages série de données entre les colonnes réduit encore le niveau de perturbation électromagnétique du détecteur à pixels.By way of example, the signal "CLK EN" validates the operation of the input / output registers 12 of one column out of 10, ie the columns 0, 10, 20, ... while blocking the operation of the registers d I / O 12 of all the other columns then it validates the operation of the input / output registers 12 of the columns 1, 1 1, 21, ... while blocking the operation of the input / output registers 12 of all the other columns, etc., until all the columns are exhausted. The combination of wave-wave propagation and multiplexing of serial data offsets between the columns further reduces the level of electromagnetic disturbance of the pixel detector.
Cependant, cette solution présente l'inconvénient d'allonger la durée de la lecture (ou de l'écriture) des données de la matrice. Cet allongement de la durée n'est cependant généralement pas gênant dans la majorité des applications.However, this solution has the drawback of lengthening the duration of reading (or writing) of the data of the matrix. This lengthening of the duration is however not generally troublesome in the majority of the applications.
Un troisième procédé visant à améliorer le temps mort est illustré sur la figure 9.A third method to improve the dead time is illustrated in FIG. 9.
Ce procédé vise à multiplexer le comptage entre les colonnes. Ainsi, le comptage est autorisé seulement pour un sous-ensemble des colonnes et interdit pour les autres colonnes qui sont plus gênées par la lecture/écriture de données. Ceci a pour conséquence d'avoir un temps mort par colonne plutôt qu'un temps mort global pour tout le circuit.This method aims to multiplex the counting between the columns. Thus, counting is allowed only for a subset of columns and forbidden for other columns that are more bothered by reading / writing data. This has the consequence of having a dead time per column rather than an overall dead time for the entire circuit.
Ce procédé est mis en œuvre dans un mode de réalisation de l'invention à l'aide du signal de contrôle CEN qui permet pour chaque colonne de valider/bloquer le comptage des photons dans les pixels de cette colonne.This method is implemented in one embodiment of the invention using the CEN control signal which allows for each column to enable / block the count of photons in the pixels of this column.
Le signal « CEN » est entré sur une entrée 70 du circuit et il est stocké dans des registres 72 de bas de colonnes associés aux colonnes de la matrice, chaque registre comportant la valeur de ce signal de contrôle pour la colonne concernée. Ainsi, pour une colonne donnée « i », la valeur stockée dans le registre 72 est « CEN i ». Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le signal de contrôle de comptage global « CENG» dans la matrice est associé au signal « CEN i » à travers une porte « ET » logique 74 avant d'être appliqué aux pixels de la matrice.The signal "CEN" is input to an input 70 of the circuit and it is stored in registers 72 of the bottom of columns associated with the columns of the matrix, each register comprising the value of this control signal for the column concerned. Thus, for a given column "i", the value stored in the register 72 is "CEN i". In a particular embodiment of the invention, the global count control signal "CEN G " in the matrix is associated with the signal "CEN i" through a logic "AND" gate 74 before being applied to the pixels of FIG. the matrix.
Les différents modes de réalisation décrits précédemment permettent ainsi à l'utilisateur de programmer le temps mort et la vitesse de lecture/écriture de données dans la matrice de cellules selon l'application souhaitée.The various embodiments described above thus allow the user to program the dead time and the read / write speed of data in the matrix of cells according to the desired application.
Bien entendu, d'autres modes de réalisation peuvent encore être envisagés. Of course, other embodiments can still be envisaged.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Circuit intégré comprenant une matrice de cellules électroniques réparties par colonnes de cellules, caractérisé en ce que chaque cellule comprend un registre d'entrée/sortie (12) de données, les registres d'entrée/sortie (12) des cellules de chaque colonne étant raccordés en série pour provoquer une propagation des données de cellule en cellule dans chaque colonne.1. An integrated circuit comprising an array of electronic cells distributed by columns of cells, characterized in that each cell comprises an input / output register (12) of data, the input / output registers (12) of the cells of each column being connected in series to cause cell-to-cell data propagation in each column.
2.- Circuit intégré selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de transmission des données entrantes vers/sortantes de la matrice, intégrés dans un circuit électrique de bas de colonnes (3) de la matrice.2. An integrated circuit according to claim 1, characterized in that it comprises means for transmitting incoming data to / out of the matrix, integrated in an electric circuit bottom of columns (3) of the matrix.
3.- Circuit intégré selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de transmission des données entrantes vers la matrice comprennent un bus d'entrée de données (30) raccordé au premier d'une pluralité de registres d'entrée (32) en série chacun associé à une colonne de la matrice et chacun raccordé au registre d'entrée/sortie (12) de la première cellule de la colonne correspondante.3. The integrated circuit as claimed in claim 2, characterized in that the means for transmitting the incoming data to the matrix comprise a data input bus (30) connected to the first of a plurality of input registers (32). in series each associated with a column of the matrix and each connected to the input / output register (12) of the first cell of the corresponding column.
4.- Circuit intégré selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de transmission des données sortantes de la matrice comprennent un bus de sortie (34) de données raccordé au dernier d'une pluralité de registres de sortie (36) en série chacun associé à une colonne de la matrice et chacun raccordé au registre d'entrée/sortie (12) de la première cellule de la colonne correspondante.4. An integrated circuit according to claim 2 or 3, characterized in that the means for transmitting data leaving the matrix comprise a data output bus (34) connected to the last of a plurality of output registers (36). in series each associated with a column of the matrix and each connected to the input / output register (12) of the first cell of the corresponding column.
5.- Circuit intégré selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une entrée (57) d'au moins un premier signal de contrôle (S) et en ce que des moyens formant retardateur (58, 59) du premier signal de contrôle (S) sont interposés entre les colonnes successives et/ou les cellules successives de chaque colonne de la matrice, pour provoquer une propagation spatio-temporelle du premier signal de contrôle (S) à travers la matrice.5. An integrated circuit according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises an input (57) of at least a first control signal (S) and in that delay means (58, 59 ) of the first control signal (S) are interposed between the successive columns and / or the successive cells of each column of the matrix, to cause a spatio-temporal propagation of the first control signal (S) through the matrix.
6.- Circuit intégré selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier signal de contrôle (S) est un signal d'horloge (CLK).6. An integrated circuit according to claim 5, characterized in that the first control signal (S) is a clock signal (CLK).
7.- Circuit intégré selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque colonne comprend une entrée d'un deuxième signal de contrôle (CLK EN) de validation/blocage du fonctionnement des registres d'entrée/sortie des cellules de cette colonne pour valider/bloquer la propagation des données dans ladite colonne.7. Integrated circuit according to any one of the preceding claims, characterized in that each column comprises an input of a second control signal (CLK EN) for enabling / blocking the operation of the input / output registers of the cells of this column to validate / block the propagation of data in said column.
8.- Circuit intégré selon la revendication 5 ou 6 et la revendication 7, caractérisé en ce que les premier (CLK) et deuxième (CLK EN) signaux de contrôle sont associés à travers une porte ET logique (64) avant d'être appliqués aux cellules. 8. An integrated circuit according to claim 5 or 6 and claim 7, characterized in that the first (CLK) and second (CLK EN) control signals are associated through a logical AND gate (64) before being applied. to the cells.
9.- Circuit intégré selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque cellule comprend des moyens de traitement d'un signal et en ce que chaque colonne comprend une entrée d'un troisième signal de contrôle (CEN) de validation/blocage du fonctionnement des moyens de traitement des cellules de cette colonne pour valider/bloquer le traitement du signal dans ladite colonne.9. Integrated circuit according to any one of the preceding claims, characterized in that each cell comprises means for processing a signal and in that each column comprises an input of a third validation control signal (CEN). / blocking the operation of the cell processing means of this column to enable / block the signal processing in said column.
10.- Circuit intégré selon la revendication 9, caractérisé en ce que les cellules sont formées de pixels et en ce que les moyens de traitement de chaque pixel comprennent un compteur (8) de photons.10. An integrated circuit according to claim 9, characterized in that the cells are formed of pixels and in that the processing means of each pixel comprise a counter (8) of photons.
1 1.- Détecteur à pixels comprenant un circuit intégré selon l'une quelconque des revendications précédentes. 1. Pixel detector comprising an integrated circuit according to any one of the preceding claims.
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