[發(fā)明專利]一種宏單元、二進制碼到溫度計碼的譯碼方法及譯碼電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210581319.9
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103078645A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙博華;黃苒;杜寰;羅家俊;韓鄭生
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H03M1/66
• 分類號: H03M1/66
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器中二進制碼到溫度計碼的譯碼方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種宏單元、二進制碼到溫度計碼的譯碼方法及譯碼電路。

背景技術(shù)

DAC是一種將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為以電流、電壓或者電荷的形式存在的模擬信號的設(shè)備。在很多數(shù)字系統(tǒng)中，信號以數(shù)字方式存儲和傳輸，數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器可以將這種數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，從而使它們能夠被外界識別。在顯示技術(shù)中，DAC負責(zé)將輸入的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成顯示器能夠識別的模擬信號。

現(xiàn)有技術(shù)中，DAC設(shè)計中常用的結(jié)構(gòu)包括電壓型、電荷型和電流型三種。電流型DAC由于具有速度快，精度高且對寄生參數(shù)不敏感等優(yōu)點而被廣泛地應(yīng)用。電流型DAC又分為二進制加權(quán)型DAC、溫度計碼型DAC和分段式DAC。其中，分段式DAC由于結(jié)合了二進制加權(quán)型DAC結(jié)構(gòu)簡單、面積小和溫度計碼型DAC單調(diào)性好、誤差小的優(yōu)點，是一種最常用的DAC結(jié)構(gòu)。分段式DAC是將X位的輸入數(shù)字信號分成m+n位，其中，m為溫度計碼型，n位為二進制加權(quán)型，為了保證性能，溫度計碼型為高m位，二進制碼為低n位。例如，14位的分段式DAC，如果采用8+6的分段方式，即高8位采用溫度計碼型結(jié)構(gòu)，低6位采用二進制加權(quán)型結(jié)構(gòu)。因此，高8位的溫度計碼型結(jié)構(gòu)中需要相應(yīng)的將輸入的二進制碼轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度計碼的譯碼電路。

現(xiàn)有技術(shù)中，二進制碼到溫度計碼的譯碼電路包括二輸入的或非門1、二輸入的與非門2和反相器，如附圖1所示為2-to-3譯碼單元。然后，通過迭代的方法，借助（k-1）-to-（2^k-1-1）二進制碼到溫度計碼的譯碼電路能夠?qū)崿F(xiàn)（k）-to-（2^k-1）二進制碼到溫度計碼的譯碼電路，如附圖2所示。附圖3為借助如圖1所示的2-to-3譯碼單元3實現(xiàn)3-to-7二進制碼到溫度計碼的譯碼電路4的示意圖，其中，該2-to-3譯碼單元3的輸出為S₁’、S₂’和S₃’，該3-to-7二進制碼到溫度計碼的譯碼電路4的輸出為S₁、S₂、…、S₇，該3-to-7二進制碼到溫度計碼的譯碼真值如表1所示，其中，輸出為“0”的譯碼輸出為有效輸出。

表13-to-7二進制碼到溫度計譯碼真值表

采用這種方式實現(xiàn)的二進制碼到溫度計碼的譯碼電路存在以下問題：

1）應(yīng)用該二進制碼到溫度計碼的譯碼電路實現(xiàn)的譯碼方法中，數(shù)字信號從輸入譯碼電路到最后的譯碼輸出所經(jīng)過的門數(shù)即邏輯深度較大，例如，（k）-to-（2^k-1）二進制碼到溫度計碼的譯碼的邏輯深度為k-1。

2）應(yīng)用該二進制碼到溫度計碼的譯碼電路實現(xiàn)的譯碼方法中，當(dāng)k較大（如k=8）時，要求權(quán)重低的數(shù)字信號邏輯深度大于權(quán)重高的數(shù)字信號的邏輯深度，因此，為了匹配各個信號之間的延時，權(quán)重高的數(shù)字信號就需要加入相應(yīng)的虛假譯碼單元。

3）該譯碼電路隨著k的增大，在版圖布局布線時，會越來越復(fù)雜，以至于到達一種難以想象的程度。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種邏輯深度小的宏單元及借助其實現(xiàn)的邏輯深度小、無需匹配延時路徑的譯碼方法，以及在版圖布局時布局簡單的譯碼電路。

本發(fā)明提供的宏單元包括一個二輸入的或門和一個二輸入的與門，所述二輸入的或門的一個輸入端口用于接收次決定輸入信號，所述二輸入的或門的另一個輸入端口用于接收低位譯碼，所述二輸入的與門的一個輸入端口用于接收主決定輸入信號，所述二輸入的與門的另一個輸入端口連接于所述二輸入的或門的輸出端，所述譯碼由所述二輸入的與門的輸出端輸出0為有效輸出的輸出；或者，

所述二輸入的與門的一個輸入端口用于接收次決定輸入信號，所述二輸入的與門的另一個輸入端口用于接收低位譯碼，所述二輸入的或門的一個輸入端口用于接收主決定輸入信號，所述二輸入的或門的另一個輸入端口連接于所述二輸入的與門的輸出端，所述譯碼由所述二輸入的或門的輸出端輸出1為有效輸出的輸出。

本發(fā)明提供的二進制碼到溫度計碼的譯碼方法包括以下步驟：

步驟1：將n位數(shù)字信號劃分為基數(shù)為2的二進制碼；

步驟2：將得到的基數(shù)為2的二進制碼輸入到2-to-3譯碼單元譯成溫度計碼；

步驟3：將得到的溫度計碼連續(xù)組合到所述宏單元的陣列，得到n-to-2ⁿ-1的譯碼。