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

在審

• 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

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換集成電路及方法，該集成電路包括控制寄存器和時(shí)鐘單元，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)時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器檢測(cè)的時(shí)間數(shù)據(jù)；與原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接的算術(shù)邏輯單元，用于根據(jù)時(shí)間數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算第一通道停止脈沖與啟動(dòng)脈沖的第一組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)、以及第二通道停止脈沖與啟動(dòng)脈沖的第二組間隔時(shí)長(zhǎng)數(shù)據(jù)；與算術(shù)邏輯單元連接的數(shù)據(jù)輸出寄存器，用于存儲(chǔ)算術(shù)邏輯單元的計(jì)算結(jié)果；與數(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)。本申請(qǐng)可實(shí)現(xiàn)高通信效率和處理速度，極大提高了工作性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電路設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換集成電路及方法。

背景技術(shù)

激光雷達(dá)越來(lái)越多的應(yīng)用于汽車無(wú)人駕駛、自動(dòng)物流小車、無(wú)人機(jī)巡航等領(lǐng)域的測(cè)距和自動(dòng)避障；目前實(shí)現(xiàn)激光雷達(dá)有相位法、三角法和時(shí)差法三種方法，而相位法有距離短、時(shí)間長(zhǎng)、速度慢等弊端，三角法有精度差、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等弊端，用高精度、高速實(shí)現(xiàn)脈沖式時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換(屬于時(shí)差法)用于激光雷達(dá)是最佳的選擇。

脈沖式時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換也開(kāi)始應(yīng)用于激光測(cè)距，比如望遠(yuǎn)鏡內(nèi)置激光測(cè)距功能。但是，現(xiàn)有的脈沖式時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的處理能力有限，速度和精度低，特別是在激光測(cè)距的室外惡劣環(huán)境應(yīng)用中。鑒于此，提供一種解決上述技術(shù)問(wèn)題的方案，已經(jīng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所亟需關(guān)注的。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的在于提供一種時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換集成電路及方法，以便有效提高針對(duì)時(shí)間的測(cè)量范圍和測(cè)量效率等方面的性能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，第一方面，本申請(qǐng)公開(kāi)了一種時(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)。

可選地，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。

可選地，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。

可選地，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)。

可選地，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。

可選地，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)；