專利名稱：用于多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于多通道模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換的設(shè)備和方法，其中在第一和第二通道中分別在第一或第二通道預(yù)備區(qū)域中等待轉(zhuǎn)換的第一和第二模擬信號被相應(yīng)的第一和第二S/H(采樣和保持)單元采樣，并且分別存儲的樣本值作為通道樣本被施加到模擬復用器的第一和第二輸入端用于選擇，其中各個通道樣本的處理然后通過以下方式在所有通道的處理循環(huán)中進行，即所述通道樣本在模擬復用器中通過數(shù)字選擇控制信號選擇以用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換，并且在模擬復用器的輸出端被提供作為模擬選擇信號，以及在相應(yīng)的通道預(yù)備區(qū)域之后，在模/數(shù)轉(zhuǎn)換器中被轉(zhuǎn)換。
隨著數(shù)字信號處理的使用增加，也有一種很大的趨勢是藉助于模/數(shù)轉(zhuǎn)換而使模擬信號可用于數(shù)字信號處理。
在現(xiàn)有技術(shù)中常?？吹剑瑸榱耸褂脭?shù)字信號處理，許多模擬信號必須轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
根據(jù)大多數(shù)使用情形來看，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器是一個昂貴的電路部分。在其中，除了任何電阻網(wǎng)絡(luò)以外，基準生成構(gòu)成了轉(zhuǎn)換器的一個很大部分。
因此目的是簡化模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和/或以多種方式使用它們。在提供模擬信號轉(zhuǎn)換時這更為迫切，該模擬信號作為動態(tài)信號改變非常迅速，且作為結(jié)果，一個或多個采樣保持單元必須被連接到必要的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的上游。
而且，集成電路的供應(yīng)商試圖通過對于所有必須的轉(zhuǎn)換器類型都使用相同設(shè)計或盡可能最小改變的設(shè)計而使得IP成本和引起的風險最小化。每種類型的轉(zhuǎn)換器都不同地接近于它的原始設(shè)計極限地工作。
因此，可以使用無線網(wǎng)和無線電傳輸系統(tǒng)情形(例如WLAN和藍牙)中的當前市場情況的例子來很好地概述現(xiàn)有技術(shù)。
這種市場情況是由于客戶希望使得有可能令多個無線電系統(tǒng)同時在一個(通用)解決方案上可用而形成的。
由于昂貴的電路技術(shù)，至今在市場上可以得到的只有幾種多WLAN/WAN/PAN的解決方案。作為電路設(shè)計策略中最簡單的解決方案，所有無線電系統(tǒng)的信號處理通路都并行地實施。
這需要例如兩個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器塊，在已知的解決方案中它們通常被提供為用于接收通路和用于接收信號強度的兩個相同的塊。然而，用于后面信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器被設(shè)計成具有較低的采樣速率。這樣的、可適配于不同轉(zhuǎn)換速率或可由外部檢測信號觸發(fā)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器塊的缺乏阻止了通用接口進入市場。
可以看到，一種(甚至在采樣速率方面有不同要求的情形下或者當觀察到可被外部觸發(fā)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的技術(shù)極限時)提供現(xiàn)成解決方案的多重預(yù)備的電路設(shè)計策略并不是最佳的。
論及增加的電路成本，這個策略也由于以下原因而被證明是不利的一方面是因為高的空間要求和小的芯片表面，而另一方面是因為由于具有過度能力的電路部分而導致的高功耗。
因此，一個目的是提供一種方法，其中多個模擬信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換在一個芯片上進行，以使得在芯片生產(chǎn)期間節(jié)省成本，并且在芯片使用期間通過使各個模擬信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換適配于它們后續(xù)的信號處理的技術(shù)特性而節(jié)省能量。
按照本發(fā)明的這個目的的解決方案規(guī)定在通道控制器中計算或由硬件通過期滿控制器定義的多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換的期滿對包括第一或第二通道預(yù)備區(qū)域中的通道樣本檢測的相應(yīng)的整個通道是有效的。
按照本發(fā)明目的的另一個解決方案的實施例通過以下被得到，處理在相應(yīng)的第一或第二通道預(yù)備區(qū)域中被檢測到的通道樣本的次序是由通道控制器為每個通道樣本單獨地計算并確定的，該通道樣本是在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域中通過模擬選擇信號提供，并接著由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的。
從以上詳述的、按照本發(fā)明的解決方案可以看到，不管樣本的檢測是以時鐘控制的方式單獨地還是內(nèi)部地發(fā)生，A/D轉(zhuǎn)換潛力的資源都以最佳適配于其引起的相應(yīng)通道的信號的方式被管理。
按照本發(fā)明的目的的另一個解決方案實施例是，在通道控制器中建立的用于多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換的期滿的計算專門只對在第一或第二通道預(yù)備區(qū)域中檢測通道樣本有效，其中對第一或第二通道預(yù)備區(qū)域中存在的通道樣本的檢測分別由第一和第二外部檢測信號觸發(fā)。
按照本發(fā)明的目的的解決方案的一個變例是，繼續(xù)在第一或第二通道預(yù)備區(qū)域中檢測作為模擬信號存在的通道樣本的多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換是由一個外部轉(zhuǎn)換請求信號在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域中啟動的，因此其在通道控制器中存放一個轉(zhuǎn)換請求。
按照本發(fā)明目的的解決方案的一個特別的變例是，被檢測到的通道樣本的附加數(shù)據(jù)通過由附加外部轉(zhuǎn)換請求信號觸發(fā)轉(zhuǎn)換請求而通知給通道控制器，該附加數(shù)據(jù)限制(qualify)在通道控制器中單個計算用于處理分別檢測到的通道樣本的時間。
本發(fā)明解決方案的一個特別的改進通過以下而獲得，在觸發(fā)相關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換請求信號后隨檢測到的通道樣本分別通知給通道控制器的附加數(shù)據(jù)是初始的優(yōu)先級日期、每單位時間的優(yōu)先級增加速率、以及總的和最小的有效性周期。
按照本發(fā)明目的的一個優(yōu)選的特別解決方案規(guī)定轉(zhuǎn)換請求信號連同附加數(shù)據(jù)一起在數(shù)據(jù)總線上饋送到通道控制器。
按照本發(fā)明目的的解決方案的另一個變例通過以下而得到，用于單獨地計算處理分別檢測到的通道樣本的時間的規(guī)則是通過在通道控制器中實施的度量而導出的。
按照本發(fā)明目的的解決方案的另外變例的一個實施例通過以下得到在從第一和/或第二S/H單元到A/D轉(zhuǎn)換器上游的A/D S/H單元的第一和/或第二通道內(nèi)、導致與通道樣本個體采樣周期相比較、通道樣本有效性縮短的所有信號影響時間組合以形成一非有效性周期，以及通過它們的非有效性周期形成影響度量的配置變量。
按照本發(fā)明目的的解決方案的一個特別變例通過以下得到影響度量的一個配置變量是通道樣本的殘余有效性。
按照本發(fā)明目的的解決方案的另一個特別變例被示為影響度量的一個配置變量是通道樣本的最小采樣周期。
本發(fā)明解決方案的一個重要改進通過以下得到通道樣本的殘余有效性以指配給此模擬信號的已實現(xiàn)積分器的形式被確定，該殘余有效性是從在定義模擬信號的相應(yīng)組件(assembly)中作為模擬信號存在的相應(yīng)通道樣本的當前剩余有效性周期得到的。
在這種情形下，代表已過去的有效性周期的積分器初始值當前被監(jiān)視。如果這個值超過總的有效性代表值，則斷定有效性周期期滿。
否則，它與總的有效性代表值的差值是剩余有效性周期的代表值。
按照本發(fā)明目的的解決方案的同樣特別變例通過以下得到影響度量的一個配置變量是通道樣本的隨機預(yù)定義的優(yōu)先級。
本發(fā)明解決方案的一個改進通過以下得到分別地，在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域中所有定義模擬信號的組件的輸出信號的當前剩余有效性周期對于通道控制器是已知的，并且剩余有效性周期事先不斷被重新確定，以及在相應(yīng)的定義模擬信號的組件中的下一個信號處理步驟因此由通道控制器觸發(fā)。
本發(fā)明解決方案的另一個改進通過以下得到在由通道控制器在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域中確定定義模擬信號的組件的輸出信號之一的有效性周期期滿的情形下，一個被指配給相應(yīng)輸出信號的錯誤信號由通道控制器輸出。
作為替換例，在有可用的第一S/H緩沖存儲器或第一另外的緩沖存儲器或第二S/H緩沖存儲器或第二另外的緩沖存儲器的情形下，這些輸出信號藉助于第一緩沖存儲器控制信號或第一另外的緩沖存儲器控制信號或第二緩沖存儲器控制信號或第二另外的緩沖存儲器控制信號被緩沖-存儲。
按照本發(fā)明目的的解決方案的一個重要變例通過以下得到影響度量的一個配置變量是在第一和/或第二S/H中間單元和/或第一和/或第二另外的緩沖存儲器中通道樣本的已發(fā)生的緩沖-存儲。
按照本發(fā)明目的的解決方案的一個另外基本上不同的變例通過以下得到模擬選擇信號在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域中進行A/D轉(zhuǎn)換的最大轉(zhuǎn)換速率是按與第一和第二通道預(yù)備區(qū)域中第一和第二模擬信號的相應(yīng)檢測速率的比率Vi(i-通道索引)的，所述比率可分別被通道控制器設(shè)定，并且在總的處理循環(huán)的周期上被平均。
藉助于這個在第一和第二通道中分別平均的比率V1，V2，產(chǎn)生由通道控制器生成的控制信號狀況(regime)，其中在由接連的處理部分循環(huán)組成的總的處理循環(huán)期間，處理第一和第二通道預(yù)備區(qū)域的相應(yīng)通道樣本的次序和頻率由這個控制信號狀況在處理部分循環(huán)中進行選擇，以使得藉助于由此設(shè)置的、在第一和第二通道中相應(yīng)檢測速率與在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域中在總檢測循環(huán)的周期期間的最大轉(zhuǎn)換速率的相應(yīng)平均比率V1，V2，保證用分別設(shè)置的檢測速率檢測在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域內(nèi)檢測到的第一和第二模擬信號的通道樣本總數(shù)目所需要的時間與在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域中A/D轉(zhuǎn)換作為模擬選擇信號提供的所有這些值所需要的時間相平衡。
通道控制器將確定在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域中檢測速率的和值，并且如果它超過A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域中的最大轉(zhuǎn)換速率的值，則將輸出錯誤信號。
在每種情形下第一和第二模擬信號的檢測通過在第一和第二S/H單元中的存儲器進行，由通道控制器用相應(yīng)檢測速率通過第一和第二S/H控制信號來觸發(fā)。
為了提供模擬選擇信號，模擬復用器由選擇控制信號按照通道控制器的控制信號狀況起動。
模擬選擇信號以后的A/D轉(zhuǎn)換通過用A/D轉(zhuǎn)換信號起動A/D轉(zhuǎn)換器而實行，它在每種情形下由通道控制器用期望的轉(zhuǎn)換速率按照控制信號狀況實行。
這個解決方案的目的是按照本發(fā)明，在個體通道上以在時間上交織的方式執(zhí)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，以使A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器通過在第一和/或第二通道中的多重使用而被最佳裝載。
藉助于在每種情形下由通道控制器輸出的第一和第二S/H(采樣保持)控制信號和模擬選擇控制信號，用于檢測第一和第二通道預(yù)備區(qū)域的個體樣本值的持續(xù)時間和次序被最佳地確定和被固定地預(yù)定義。
在這種情形下，在A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域中，A/D轉(zhuǎn)換被實行以使得在總的處理循環(huán)內(nèi)相應(yīng)通道的至少一個樣本值被檢測并被A/D轉(zhuǎn)換，其中總的處理循環(huán)由一個或多個部分檢測循環(huán)組成，它們由通道控制器同樣地配置。
如果有具有大于一個部分檢測循環(huán)的總的檢測循環(huán)，則在相應(yīng)部分檢測循環(huán)的處理內(nèi)，不必一定檢測相應(yīng)通道的至少一個樣本值。在各自不同的部分檢測循環(huán)中，被檢測的樣本值的不同組合在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域中被產(chǎn)生。
在總的檢測循環(huán)內(nèi)部分檢測循環(huán)的處理期間，所以還沒有形成要在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域中轉(zhuǎn)換的模擬選擇信號的轉(zhuǎn)換速率與在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域中第一和第二模擬信號的相應(yīng)檢測速率的分別固定的比率。
這個固定的比率僅僅在總的檢測循環(huán)期滿后被形成，其中相應(yīng)平均比率的比例數(shù)從分數(shù)的范圍引出。
按照本發(fā)明目的的解決方案的一個變例通過以下得到在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域中第一和第二模擬信號(11，12)的相應(yīng)檢測速率與在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域中模擬選擇信號的最大轉(zhuǎn)換速率的相應(yīng)平均比率Vi的特征在于比率Vi...Vn(i-通道索引，n-通道數(shù))具有附屬條件Σi=1nUi*Vi≤1]]>其中i-通道索引1，2，...i...n(i是自然數(shù))，n-通道數(shù)(n是自然數(shù))，Ui-通道因子，有Ui＞1(分數(shù))。
在這種情形下，對于大于1的通道因子，與采樣周期相比較可以映射通道樣本有效性的縮短。
可選地，在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域中的第一和第二模擬信號的緩沖-存儲藉助于第一和第二S/H中間單元或第一和第二另外的緩沖存儲器實行。
按照本發(fā)明目的的解決方案的一個特別變例通過以下得到在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域中第一和第二模擬信號的相應(yīng)檢測速率與在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域中模擬選擇信號的最大轉(zhuǎn)換速率的相應(yīng)比率被二進制加權(quán)并且其特征在于比率公式Vi...Vn＝1/(2i)...1/(2n)具有附屬條件Σi=1n12i≤1]]>其中i-通道索引1，2，...i...n(i是自然數(shù))，以及n-通道數(shù)(n是自然數(shù)，n＞1)。
對于二進制加權(quán)的比率因子Vi的這種情形，通常有可能通過第一和第二S/H中間單元進行管理而不用第一和第二通道預(yù)備區(qū)域中第一和第二模擬信號的緩沖-存儲?？蛇x地，倘若是不利的實現(xiàn)條件，則在這個變例中也可以實行緩沖-存儲。
按照本發(fā)明目的的解決方案的另一個變例規(guī)定在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域內(nèi)，由通道控制器藉助于A/D轉(zhuǎn)換器控制信號觸發(fā)的模擬選擇信號的緩沖-存儲在A/D采樣和保持單元中實行，其中A/D轉(zhuǎn)換器樣本在A/D采樣和保持單元的輸出端被提供，用于在A/D轉(zhuǎn)換器中后續(xù)的A/D轉(zhuǎn)換。
按照本發(fā)明目的的解決方案的一個附加變例通過以下得到包括數(shù)字解復用器并至少間接地連接在包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域下游的輸出區(qū)域至少間接地在數(shù)字解復用器的相應(yīng)輸出端、藉助于由通道控制器輸出的解復用器選擇信號來提供為每個通道轉(zhuǎn)換的值。
這些值然后被緩沖-存儲在指配給相應(yīng)通道的第一和第二存儲器單元中，所述存儲器單元在每種情形下同樣地屬于輸出區(qū)域，以及在相應(yīng)的第一和第二有效性信號激活期間讀出。
按照本發(fā)明目的的解決方案的補充變例通過以下得到在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域以及在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域中包含的組件未在使用的時間中，這些組件被放置在低能耗狀態(tài)。
在這種情形下，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器不執(zhí)行任何轉(zhuǎn)換。而且，第一和/或第二S/H緩沖存儲器和/或第一和/或第二另外的緩沖存儲器不存儲任何通道樣本或模擬選擇信號。
作為結(jié)果，總的能耗由A/D轉(zhuǎn)換信號和/或第一和/或第二S/H緩沖存儲器控制信號和/或第一和/或第二另外的緩沖存儲器控制信號的相應(yīng)采樣比率確定。
按照本發(fā)明目的的解決方案的另一個變例規(guī)定多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換在第一和/或第二通道和/或在另外的通道上進行，其中另外的通道由通道控制器通過另外的通道的控制總線被起動。
按照本發(fā)明目的的解決方案的另外補充變例規(guī)定，第一或第二模擬信號或另外的模擬信號被輸入到第一和/或第二通道和/或至少一個另外的通道用于處理，其中被模擬信號多次占用的通道藉助于相關(guān)聯(lián)的外部檢測信號或S/H控制信號而完全不同地或某些不同地被起動。
下面將參考在附圖上顯示的實施例的例子進一步描述本發(fā)明，然而，本發(fā)明不限于此。


圖1顯示多通道A/D轉(zhuǎn)換的框圖。
圖2顯示時鐘控制的多通道A/D轉(zhuǎn)換的時序圖。
圖3顯示為每個樣本單獨地計算的多通道A/D轉(zhuǎn)換的時序圖。
在圖1所示的多通道A/D轉(zhuǎn)換的方法中，可以看到第一和第二通道36；37以及另一個通道45。這些通道由通道控制器4經(jīng)由控制線起動，這些控制線在另一個通道45的情形下被組合以形成該另一個通道的補充控制總線46。
相應(yīng)的第一、第二和另一個模擬信號11；12和47傳送到相應(yīng)通道中，以及因此傳送到相應(yīng)的第一和第二通道預(yù)備區(qū)域32；35以及在那里在相應(yīng)的第一和第二S/H單元1；2中被檢測。在其中相應(yīng)樣本的檢測任選地一方面通過第一和/或第二外部檢測信號41；42和/或通過另外的外部檢測信號48進行，或另一方面通過從通道控制器4的內(nèi)部時鐘導出的第一和/或第二S/H控制信號17；16進行。
下面，在實施例的例子中，還參照圖2，首先說明時鐘控制的多通道A/D轉(zhuǎn)換。
說明是基于那些輸入信號的例子，其中分別在第一和第二S/H單元1；2中檢測的第一和第二模擬信號11；12以二進制加權(quán)的采樣速率檢測。
正如圖2上可以看到的，在其相關(guān)聯(lián)的第一S/H單元1處的第一S/H控制信號17觸發(fā)相當于第二S/H控制信號16觸發(fā)次數(shù)兩倍的檢測。另一個模擬信號47與第一S/H控制信號17相比較僅僅以四分之一的采樣速率被采樣。按照模擬信號的采樣速率，第一和第二通道樣本13；14的相關(guān)聯(lián)樣本值以相應(yīng)頻率在每個S/H單元的輸出端提供。它們以基于部件的延時存在于相應(yīng)的第一和第二S/H單元1；2的輸出端。它們以另外的基于部件的延時在復用器3的輸出端被提供作為模擬選擇信號15。
在圖2上也有可能看到，一個通道的通道樣本的個體值存在于模擬選擇信號15中，以它們的序列與其它通道的通道樣本的值相交織。
在這個存在的序列中，這些被檢測的樣本藉助于在A/D S/H單元5中A/D轉(zhuǎn)換器S/H控制信號19被檢測，并在那里被備妥用于由A/D變換信號25觸發(fā)的、在A/D轉(zhuǎn)換器6中的A/D轉(zhuǎn)換。
按照存在的序列，轉(zhuǎn)換的值被數(shù)字地施加到輸出端作為A/D轉(zhuǎn)換器輸出信號20。由此，這些值被傳送到輸出區(qū)域38并被施加到解復用器7。解復用器由通道控制器4通過解復用器選擇信號28起動，以便將選擇的數(shù)字值存儲在相應(yīng)的第一和第二輸出存儲單元8；9中并且當在現(xiàn)用的第一和第二有效性信號23；24期間有效時輸出。
優(yōu)選地，輸出區(qū)域38，或后面的部分被設(shè)置為遠離電路的其余部分，并被形成以使得一個連接到A/D轉(zhuǎn)換器6的輸出端的總線、連同它的解復用器和存儲功能間接地接管輸出區(qū)域38的基本任務(wù)，并因此不再需要直接連接的解復用器和下游的輸出存儲單元。
在實施例的例子的以下說明中，還將參照圖3，說明單獨計算的多通道A/D轉(zhuǎn)換。
在這個例子中，可以看到，在相應(yīng)樣本中相應(yīng)模擬信號的檢測由第一和/或第二外部檢測信號41；42或另外的外部檢測信號48觸發(fā)。因此沒有給出關(guān)于樣本序列或已知信號序列的限制。
資源A/D轉(zhuǎn)換速率在這種情形下必須被管理。為此，除了在檢測后觸發(fā)的相應(yīng)轉(zhuǎn)換請求以外，也使用被提供給它的所有的附加數(shù)據(jù)，這些附加數(shù)據(jù)在通道控制器4的轉(zhuǎn)換請求總線40上提供。
處理在相應(yīng)的第一或第二通道預(yù)備區(qū)域32；35中檢測的通道樣本13；14的次序是經(jīng)由通道控制器4為每個通道樣本單獨計算并確定的，其中所述通道樣本在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域31中通過模擬選擇信號15提供并接著由A/D轉(zhuǎn)換器6進行轉(zhuǎn)換。為此，它使用用于單獨計算處理分別檢測的通道樣本的時間的規(guī)則，這些規(guī)則是與實施的度量一起存在的。
與上述時鐘控制的多通道A/D轉(zhuǎn)換的實施例的例子相比較，可以看到，在實施例的這個例子中，與檢測速率的固定比率無關(guān)，A/D轉(zhuǎn)換潛力優(yōu)選地藉助于通過轉(zhuǎn)換請求總線40提供的附加數(shù)據(jù)、以最佳地適配于它引發(fā)的相應(yīng)通道的樣本的方式被管理。
正如在圖3可以看到的，除了樣本58的被觸發(fā)的且因此已知的檢測時間和在轉(zhuǎn)換請求信號40中提供的相關(guān)聯(lián)附加數(shù)據(jù)以外，初始的優(yōu)先級50、每單位時間的優(yōu)先級的增加速率51、總的有效性周期61、以及最小有效性周期還有非有效性周期64是已知的。
模擬信號的最小采樣周期62被稱為模擬信號的技術(shù)特性。
因此，選擇的A/D轉(zhuǎn)換開始53由通道控制器4藉助于代表在殘余有效性時間52內(nèi)的當前優(yōu)先級的充電斜坡56而確定。
附圖標記列表1第一S/H(采樣和保持)單元2第二S/H(采樣和保持)單元3模擬復用器4通道控制器(時鐘控制器)5A/D采樣和保持單元6A/D轉(zhuǎn)換器7數(shù)字解復用器8第一輸出存儲單元9第二輸出存儲單元10 A/D轉(zhuǎn)換器樣本(樣本值)11 第一模擬信號12 第二模擬信號13 第一通道樣本(樣本值)14 第二通道樣本(樣本值)15 模擬選擇信號16 第二S/H控制信號16a 第二緩沖存儲器控制信號16b 第二另外的緩沖存儲器控制信號17 第一S/H控制信號17a 第一緩沖存儲器控制信號17b 第一另外的緩沖存儲器控制信號18 選擇控制信號19 A/D轉(zhuǎn)換器S/H控制信號20 A/D轉(zhuǎn)換器輸出信號21 第一通道輸出值22 第二通道輸出值23 第一有效性信號24 第二有效性信號25 A/D轉(zhuǎn)換信號26 第一S/H緩沖存儲器29 第二S/H緩沖存儲器
28解復用器選擇信號31A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域32第一通道預(yù)備區(qū)域33第一通道存儲信號34第二通道存儲信號35第二通道預(yù)備區(qū)域36第一通道37第二通道38第一輸出區(qū)域39第二輸出區(qū)域40轉(zhuǎn)換請求總線41第二外部檢測信號42第一外部檢測信號43第一另外的緩沖存儲器44第二另外的緩沖存儲器45另外的通道46另外的通道的控制總線47另外的模擬信號48另外的外部檢測信號50初始優(yōu)先級51優(yōu)先級的增加速率52殘余有效性(剩余的可能的A/D轉(zhuǎn)換開始)53選擇的A/D轉(zhuǎn)換開始54期滿的可能的A/D轉(zhuǎn)換開始55信號的存在的相對優(yōu)先級56代表優(yōu)先級的充電斜坡57代表要被復位的優(yōu)先級的放電斜坡58樣本的檢測時間59樣本的下一個檢測時間60A/D轉(zhuǎn)換器隨時間的變化61總的有效性(最大可能的A/D變換開始)62最小采樣周期
63最大放電時間64非有效性周期
權(quán)利要求
1.一種多通道模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換的方法，其中在第一和第二通道中分別在第一或第二通道預(yù)備區(qū)域等待轉(zhuǎn)換的第一和第二模擬信號被相應(yīng)的第一和第二S/H(采樣和保持)單元采樣，并且其分別存儲的樣本值作為通道樣本被施加到模擬復用器的第一和第二輸入端用于選擇，其中相應(yīng)通道樣本的處理然后通過以下方式在所有通道的處理循環(huán)中進行，即所述通道樣本在模擬復用器中通過數(shù)字選擇控制信號選擇以用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換，并且在模擬復用器的輸出端被提供作為模擬選擇信號，以及在相應(yīng)通道預(yù)備區(qū)域之后在一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器中被轉(zhuǎn)換，其特征在于，在通道控制器(4)中計算或由硬件通過期滿控制器定義的多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換的期滿對包括在第一或第二通道預(yù)備區(qū)域(32)，(35)中通道樣本檢測的相應(yīng)的整個通道是有效的。
2.一種多通道模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換的方法，其中在第一和第二通道中分別在第一或第二通道預(yù)備區(qū)域等待轉(zhuǎn)換的第一和第二模擬信號被相應(yīng)的第一和第二S/H(采樣和保持)單元采樣，并且其分別存儲的樣本值作為通道樣本被施加到模擬復用器的第一和第二輸入端用于選擇，其中相應(yīng)通道樣本的處理然后通過以下方式在所有通道的處理循環(huán)中進行，即所述通道樣本在模擬復用器中被數(shù)字選擇控制信號選擇以用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換，并且在模擬復用器的輸出端被提供作為模擬選擇信號，以及在相應(yīng)的通道預(yù)備區(qū)域之后，在模/數(shù)轉(zhuǎn)換器中被轉(zhuǎn)換，其特征在于，處理在相應(yīng)的第一或第二通道預(yù)備區(qū)域(31，35)中被檢測的通道樣本的次序由通道控制器(4)為每個通道樣本單獨地計算并確定，該通道樣本是在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域(31)中通過模擬選擇信號(15)提供，并接著由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的。
3.如權(quán)利要求2中要求的方法，其特征在于，在通道控制器(4)中建立的用于多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換的期滿的計算專門只對在第一或第二通道預(yù)備區(qū)域(32，35)中檢測通道樣本有效，其中在第一或第二通道預(yù)備區(qū)域(32，35)中存在的通道樣本的檢測分別由第一和第二外部檢測信號(42，41)觸發(fā)。
4.如權(quán)利要求3中要求的方法，其特征在于，通過檢測在第一和/或第二通道預(yù)備區(qū)域(32，35)中作為模擬信號存在的通道樣本而繼續(xù)的多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換由外部轉(zhuǎn)換請求信號(40)在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域(31)中啟動，該外部轉(zhuǎn)換請求信號因此在通道控制器(4)中存放一個轉(zhuǎn)換請求。
5.如權(quán)利要求4中要求的方法，其特征在于，被檢測通道樣本的附加數(shù)據(jù)通過由附加的外部轉(zhuǎn)換請求信號(40)觸發(fā)轉(zhuǎn)換請求而通知給通道控制器(4)，該附加數(shù)據(jù)限制在通道控制器(4)中單獨計算用于處理分別檢測的通道樣本的時間。
6.如權(quán)利要求5中要求的方法，其特征在于，附加數(shù)據(jù)是初始優(yōu)先級日期、每單位時間的優(yōu)先級增加速率、以及總的和最小的有效性周期，該附加數(shù)據(jù)在觸發(fā)相關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換請求信號(40)后隨被檢測的通道樣本被分別通知給通道控制器(4)。
7.如權(quán)利要求6中要求的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)換請求信號(40)連同附加數(shù)據(jù)一起在數(shù)據(jù)總線上饋送到通道控制器(4)。
8.如權(quán)利要求2到7的任一項中要求的方法，其特征在于，用于單獨地計算處理分別檢測的通道樣本的時間的規(guī)則是通過在通道控制器中實施的度量而導出的。
9.如權(quán)利要求2到8的任一項中要求的方法，其特征在于，在從第一和/或第二S/H單元(1)，(2)到A/D轉(zhuǎn)換器(6)的上游的A/D S/H單元(5)的第一和/或第二通道(36)，(37)內(nèi)、導致通道樣本有效性相比于它的個體采樣周期縮短的所有信號影響時間被組合以形成一非有效性周期以及通過它們的非有效性周期形成一影響度量的配置變量。
10.如權(quán)利要求2到9的任一項中要求的方法，其特征在于，影響度量的一個配置變量是通道樣本的殘余有效性。
11.如權(quán)利要求2到10的任一項中要求的方法，其特征在于，影響度量的一個配置變量是通道樣本的最小采樣周期。
12.如權(quán)利要求2到11的任一項中要求的方法，其特征在于，通道樣本的殘余有效性以指配給模擬信號的已實現(xiàn)積分器的形式被確定，該殘余有效性從在定義模擬信號的相應(yīng)組件中作為模擬信號存在的相應(yīng)通道樣本的當前剩余有效性周期得到，其中代表已過去的有效性周期的積分器初始值當前被監(jiān)視，以及如果這個值超過總的有效性(61)的代表值，則斷定有效性周期期滿，否則，它與總的有效性(61)代表值的差值是剩余有效性周期的代表值。
13.如權(quán)利要求2到12的任一項中要求的方法，其特征在于，影響度量的一個配置變量是通道樣本的隨機預(yù)定義的優(yōu)先級。
14.如權(quán)利要求2到13的任一項中要求的方法，其特征在于，分別地，在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域(31，35)中所有定義模擬信號的組件的輸出信號的當前剩余有效性周期對于通道控制器(4)是已知的，并且剩余有效性周期事先連續(xù)地被重新確定，以及在相應(yīng)的定義模擬信號的組件中的下一個信號處理步驟因此由通道控制器(4)觸發(fā)。
15.如權(quán)利要求2到14的任一項中要求的方法，其特征在于，在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域(31，35)中由通道控制器(4)確定定義該模擬信號的組件的輸出信號之一的有效性周期期滿的情形下，一個被指配給相應(yīng)輸出信號的錯誤信號(39)由通道控制器(4)輸出，或在有可用的第一S/H緩沖存儲器或第一另外的緩沖存儲器(26，43)或第二S/H緩沖存儲器或第二另外的緩沖存儲器(29，44)的情形下，這些輸出信號藉助于第一緩沖存儲器控制信號(17a)或第一另外的緩沖存儲器控制信號(17b)或第二緩沖存儲器控制信號(16a)或第二另外的緩沖存儲器控制信號(16b)而被緩沖-存儲。
16.如權(quán)利要求2到15的任一項中要求的方法，其特征在于，影響度量的一個配置變量是在第一和/或第二S/H中間單元(26)，(29)和/或第一和/或第二另外的緩沖存儲器(43)，(44)中通道樣本的已發(fā)生的緩沖-存儲。
17.如權(quán)利要求1中要求的方法，其特征在于，在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域(31)中模擬選擇信號(15)進行A/D轉(zhuǎn)換的最大轉(zhuǎn)換速率是按與第一和第二通道預(yù)備區(qū)域(32，35)中第一和第二模擬信號(11，12)的相應(yīng)檢測速率的比率Vi(i-通道索引)，所述比率可分別被通道控制器(4)設(shè)定，并且在總的處理循環(huán)的周期上被平均，以及這個分別平均的比率V1，V2在第一和第二通道(36)，(37)中通過由通道控制器(4)生成的控制信號狀況實現(xiàn)，其中在由接連的處理部分循環(huán)組成的總的處理循環(huán)期間，處理第一和第二通道預(yù)備區(qū)域(32，35)的相應(yīng)通道樣本的次序和頻率在處理部分循環(huán)中是由這個控制信號狀況進行選擇，以使藉助于由此設(shè)置的、在第一和第二通道(36，37)中的相應(yīng)檢測速率與在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域(31)中在總檢測循環(huán)的周期期間的最大轉(zhuǎn)換速率的相應(yīng)平均比率V1，V2，保證用分別設(shè)置的檢測速率對在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域(32，35)內(nèi)檢測的第一和第二模擬信號(11)，(12)的通道樣本的總數(shù)目進行檢測所需要的時間與在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域(31)中A/D轉(zhuǎn)換所有這些作為模擬選擇信號(15)提供的值所需要的時間相平衡，以及通道控制器(4)確定在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域(32)，(35)中檢測速率的和值，并且如果它超過A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域(31)中最大轉(zhuǎn)換速率的值，則輸出一個錯誤信號(39)，以及在每種情形下第一和第二模擬信號(11，12)的檢測通過在第一和第二S/H單元(1，2)中的存儲器進行，它由通道控制器(4)用相應(yīng)的檢測速率通過第一和第二S/H控制信號(17，16)觸發(fā)，以及為了提供模擬選擇信號(15)，模擬復用器(3)由選擇控制信號(18)按照通道控制器(4)的控制信號狀況起動，以及模擬選擇信號(15)的后續(xù)A/D轉(zhuǎn)換通過用A/D轉(zhuǎn)換信號(25)起動A/D轉(zhuǎn)換器(6)而實行，其在每種情形下由通道控制器(4)用期望的轉(zhuǎn)換速率按照控制信號狀況實行。
18.如權(quán)利要求17中要求的方法，其特征在于，在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域(32)，(35)中第一和第二模擬信號(11，12)的相應(yīng)檢測速率與在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域(31)中模擬選擇信號(15)的最大轉(zhuǎn)換速率的相應(yīng)平均比率Vi的特征在于比率Vi∶...∶Vn(i-通道索引，n-通道數(shù))具有附屬條件Σi=1nUi*Vi≤1]]>其中i-通道索引1，2，...i...n(i是自然數(shù))，n-通道數(shù)(n是自然數(shù))，Ui-通道因子，其中Ui＞1(分數(shù))，其中對于大于1的通道因子，與采樣周期相比較，映射通道樣本有效性的縮短，以及可選地，在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域(32)，(35)中第一和第二模擬信號(11)，(12)的緩沖-存儲藉助于第一和第二S/H中間單元(26)，(29)被實行。
19.如權(quán)利要求17或18中要求的方法，其特征在于，在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域(32)，(35)中第一和第二模擬信號(11)，(12)的相應(yīng)檢測速率與在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域(31)中模擬選擇信號(15)的最大轉(zhuǎn)換速率的相應(yīng)比率被二進制加權(quán)并且其特征在于比率公式Vi∶...∶Vn＝1/(2i)∶...∶1/(2n)具有附屬條件Σs=1n12i≤1]]>其中i-通道索引1，2，...i...n(i是自然數(shù))，以及n-通道數(shù)，n＞1(n是自然數(shù))，以及可選地，在第一和第二通道預(yù)備區(qū)域(32)，(35)中第一和第二模擬信號(11，12)的緩沖-存儲藉助于第一和第二S/H中間的單元(26)，(29)實行。
20.如權(quán)利要求1到19的任一項中要求的方法，其特征在于，在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域(31)內(nèi)，由通道控制器(4)藉助于A/D轉(zhuǎn)換器控制信號(19)觸發(fā)的模擬選擇信號(15)的緩沖-存儲在A/D采樣和保持單元(5)中實行，其中A/D轉(zhuǎn)換器樣本(10)在A/D采樣和保持單元(5)的輸出端被提供，用于在A/D轉(zhuǎn)換器(6)中后續(xù)的A/D轉(zhuǎn)換，以及可選地，模擬選擇信號(15)的緩沖-存儲藉助于第一和第二另外的緩沖存儲器(43)，(44)實行。
21.如權(quán)利要求1到20的任一項中要求的方法，其特征在于，一個包括數(shù)字解復用器(7)并至少間接地連接包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)的A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域(31)的下游的輸出區(qū)域(38)至少間接地在數(shù)字解復用器(7)的相應(yīng)輸出端藉助于由通道控制器(4)輸出的解復用器選擇信號(28)來提供為每個通道轉(zhuǎn)換的值，以及這些值然后被緩沖-存儲在指配給相應(yīng)通道的第一和第二存儲器單元(8)，(9)中，所述存儲器單元在每種情形下同樣地屬于該輸出區(qū)域，以及在相應(yīng)的第一和第二有效性信號(23，24)激活期間讀出。
22.如權(quán)利要求1到21的任一項中要求的方法，其特征在于，在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域(31)以及第一和第二通道預(yù)備區(qū)域(32，35)中包含的組件未被使用的時間中，其中模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(6)不執(zhí)行任何轉(zhuǎn)換和/或第一和/或第二S/H緩沖存儲器(26，29)和/或第一和/或第二另外的緩沖存儲器(43，44)不存儲任何通道樣本(13，14)或模擬選擇信號(15)，這些被放置在低能耗狀態(tài)，以使總的能耗由A/D轉(zhuǎn)換信號(25)和/或第一和/或第二S/H緩沖存儲器控制信號和/或第一和/或第二另外的緩沖存儲器控制信號的相應(yīng)采樣比率被確定。
23.如權(quán)利要求1到22的任一項中要求的方法，其特征在于，多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換在第一和/或第二通道(36，37)和/或另外的通道(45)中進行，其中另外的通道(45)由通道控制器(4)通過該另外通道(46)的補充控制總線起動。
24.如權(quán)利要求1到23的任一項中要求的方法，其特征在于，第一或第二模擬信號(11，12)或另外的模擬信號(47)被輸入到第一和/或第二通道(36，37)和/或至少一個另外的通道(45)用于處理，其中被模擬信號多次占用的通道藉助于相關(guān)聯(lián)的外部檢測信號或S/H控制信號而完全不同地或某些不同地起動。
25.一種用于多通道模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換的設(shè)備，其中該設(shè)備通過相應(yīng)的第一和第二S/H(采樣和保持)單元、在第一和第二通道中分別在第一或第二通道預(yù)備區(qū)域中對等待轉(zhuǎn)換的第一和第二模擬信號采樣，并且其分別存儲的樣本值作為通道樣本被施加到模擬復用器的第一和第二輸入端用于選擇，其中該設(shè)備然后通過以下方式在所有通道的處理循環(huán)中處理相應(yīng)的通道樣本，即所述通道樣本在模擬復用器中通過數(shù)字選擇控制信號選擇以用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換，并且在模擬復用器的輸出端被提供作為模擬選擇信號，以及在相應(yīng)通道預(yù)備區(qū)域之后在一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器中被轉(zhuǎn)換，其特征在于，在通道控制器(4)中計算或由硬件通過期滿控制器定義的多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換的期滿對包括在第一或第二通道預(yù)備區(qū)域(32)，(35)中通道樣本檢測的相應(yīng)的整個通道是有效的。
26.一種用于多通道模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換的設(shè)備，其中該設(shè)備通過相應(yīng)的第一和第二S/H(采樣和保持)單元、在第一和第二通道中分別在第一或第二通道預(yù)備區(qū)域中對等待變換的第一和第二模擬信號采樣，并且其分別存儲的樣本值作為通道樣本被施加到模擬復用器的第一和第二輸入端用于選擇，其中該設(shè)備然后通過以下方式在所有通道的處理循環(huán)中處理相應(yīng)的通道樣本，即所述通道樣本在模擬復用器中通過數(shù)字選擇控制信號選擇以用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換，并且在模擬復用器的輸出端被提供作為模擬選擇信號，以及在相應(yīng)的通道預(yù)備區(qū)域之后，在模/數(shù)轉(zhuǎn)換器中被轉(zhuǎn)換，其特征在于，處理在相應(yīng)的第一或第二通道預(yù)備區(qū)域(31，35)中被檢測的通道樣本的次序由通道控制器(4)為每個通道樣本單獨地計算并確定，該通道樣本是在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域(31)中通過模擬選擇信號(15)提供，并接著由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的。
全文摘要
本發(fā)明涉及多通道模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換的方法，其中在第一和第二通道中分別在第一或第二通道預(yù)備區(qū)域中等待轉(zhuǎn)換的第一和第二模擬信號分別被第一和第二S/H(采樣和保持)單元采樣，并且分別存儲的樣本值作為通道樣本被施加到模擬復用器的第一和第二輸入端用于選擇，其中相應(yīng)通道樣本的處理接著通過以下方式在所有通道的處理循環(huán)中發(fā)生所述通道樣本在模擬復用器中通過數(shù)字選擇控制信號選擇以用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換，并且在模擬復用器的輸出端被提供作為模擬選擇信號，以及在相應(yīng)的通道預(yù)備區(qū)域之后，在模/數(shù)轉(zhuǎn)換器中被轉(zhuǎn)換。根據(jù)本發(fā)明提供一種方法，其中多個模擬信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換在一個芯片上進行，以使得在芯片生產(chǎn)期間節(jié)省成本，以及在芯片使用期間通過使個體模擬信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換適配于它們后續(xù)的信號處理的技術(shù)特性而節(jié)省能量，其目的通過以下方式達到，即在通道控制器中計算或由硬件通過期滿控制器定義的多通道模/數(shù)轉(zhuǎn)換的期滿對包括在第一或第二通道預(yù)備區(qū)域中的通道樣本檢測的相應(yīng)的整個通道是有效的。按照本發(fā)明的目的還通過另一個實施例達到的處理在相應(yīng)的第一或第二通道預(yù)備區(qū)域中被檢測的通道樣本的次序由通道控制器為每個通道樣本單獨地計算并確定，其中該通道樣本在A/D轉(zhuǎn)換預(yù)備區(qū)域中通過模擬選擇信號提供，并接著由A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。
文檔編號H03M1/12GK1830145SQ200480022149
公開日2006年9月6日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月31日
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