[發(fā)明專利]一種時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換集成電路及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010139597.3
• 申請(qǐng)日: 2020-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111190341A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建軍;章海平;陸曉云;戴金樑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州瑞盟科技有限公司
• 主分類號(hào): G04F10/00
• 分類號(hào): G04F10/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 陳麗

1.一種時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換集成電路，包括控制寄存器和時(shí)鐘單元，其特征在于，還包括：

時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)接收到的啟動(dòng)脈沖、第一通道停止脈沖、第二通道停止脈沖進(jìn)行邊沿時(shí)間檢測(cè)；

與所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接的原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器檢測(cè)的時(shí)間數(shù)據(jù)；

與所述原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接的算術(shù)邏輯單元，用于根據(jù)所述時(shí)間數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算所述第一通道停止脈沖與所述啟動(dòng)脈沖的第一組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)、以及所述第二通道停止脈沖與所述啟動(dòng)脈沖的第二組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)；

與所述算術(shù)邏輯單元連接的數(shù)據(jù)輸出寄存器，用于存儲(chǔ)所述算術(shù)邏輯單元的計(jì)算結(jié)果；

與所述數(shù)據(jù)輸出寄存器連接的SPI接口，用于外接MCU讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換集成電路，其特征在于，所述啟動(dòng)脈沖為所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的START端在激光發(fā)射電路發(fā)射激光時(shí)接收到的脈沖；

所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器具有用于邊沿時(shí)間檢測(cè)的兩個(gè)獨(dú)立的STOP通道；所述第一通道停止脈沖為在激光被反射接收后第一STOP通道接收到的脈沖，所述第二通道停止脈沖為在激光被反射接收后第二STOP通道接收到的脈沖。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換集成電路，其特征在于，所述兩個(gè)STOP通道具體用于捕獲同一組脈沖，以便工作在單通道雙精度模式；

或者，所述兩個(gè)STOP通道具體用于分別捕獲不同組脈沖，以便工作在雙通道單精度模式。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換集成電路，其特征在于，所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的每個(gè)STOP通道單次持續(xù)捕獲的脈沖的最大數(shù)量為10個(gè)；所述數(shù)據(jù)輸出寄存器具有22組數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量；以便所述外接MCU從多組數(shù)據(jù)中排除干擾脈沖對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換集成電路，其特征在于，

所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器還用于對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘周期進(jìn)行檢測(cè)；

所述算術(shù)邏輯單元還用于根據(jù)所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器檢測(cè)的系統(tǒng)時(shí)鐘周期計(jì)算校準(zhǔn)因子，并基于所述校準(zhǔn)因子對(duì)所述第一組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)和所述第二組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換集成電路，其特征在于，所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器具體用于分別對(duì)0.5個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期和1.5個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)；

所述算術(shù)邏輯單元具體用于將基于做差計(jì)算獲取的1個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期的時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)作為所述校準(zhǔn)因子，并將所述第一組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)與所述校準(zhǔn)因子的比值、所述第二組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)與所述校準(zhǔn)因子的比值作為校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換集成電路，其特征在于，所述算術(shù)邏輯單元還用于：

在將計(jì)算生成的所述第一組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)和所述第二組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)輸出至所述數(shù)據(jù)輸出寄存器后，生成中斷信號(hào)并發(fā)送至所述外接MCU，以便所述外接MCU讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。

8.一種時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，包括：

基于時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器分別對(duì)接收到的啟動(dòng)脈沖、第一組停止脈沖和第二組停止脈沖進(jìn)行邊沿時(shí)間檢測(cè)；

基于算術(shù)邏輯單元，根據(jù)所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器檢測(cè)的時(shí)間數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算所述第一通道停止脈沖與所述啟動(dòng)脈沖的第一組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)、以及所述第二通道停止脈沖與所述啟動(dòng)脈沖的第二組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)；

將所述算術(shù)邏輯單元的計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)輸出寄存器，以便所述外接MCU基于所述SPI接口從所述數(shù)據(jù)輸出寄存器中讀取數(shù)據(jù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述以便所述外接MCU基于所述SPI接口讀取，包括：

基于所述算術(shù)邏輯單元生成中斷信號(hào)并輸出至所述外接MCU，以便所述外接MCU基于所述SPI接口讀取。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器的每個(gè)STOP通道單次持續(xù)捕獲的脈沖的最大數(shù)量為10個(gè)；

所述將所述算術(shù)邏輯單元的計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)輸出寄存器，包括：

判斷在時(shí)間溢出和計(jì)數(shù)器溢出之前單個(gè)STOP通道已捕獲的脈沖的數(shù)量是否達(dá)到預(yù)期設(shè)定值；

若是，則對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘周期進(jìn)行檢測(cè)以獲取校準(zhǔn)因子，并根據(jù)所述校準(zhǔn)因子對(duì)所述第一組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)和所述第二組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)處理；將所述校準(zhǔn)因子、以及校準(zhǔn)后的所述第一組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)和所述第二組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)至所述數(shù)據(jù)輸出寄存器；

若否，則直接將未校準(zhǔn)的所述第一組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)和所述第二組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至所述數(shù)據(jù)輸出寄存器。