大面陣焦平面成像探測器需要具有隨機(jī)開窗和反轉(zhuǎn)讀出功能,同時需要降低功耗。文章基于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電路設(shè)計流程。設(shè)計了一種新型的基于格雷碼編碼規(guī)律的尋址計數(shù)器,用于對陣列的行地址和列地址進(jìn)行尋址,提高了尋址的可靠性。對設(shè)計進(jìn)行RTL級仿真,結(jié)果表明該設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)任意開窗和反轉(zhuǎn)讀出功能。采用TSMC90工藝庫對1 024×1 024陣列規(guī)模的RTL級設(shè)計進(jìn)行分析計算,結(jié)果顯示供電電壓為3.3V時,尋址計數(shù)器功耗僅為19.56μW,整體設(shè)計功耗僅為58.75μW,適用于大面陣焦平面讀出電路的設(shè)計。 

【文章來源】：半導(dǎo)體光電. 2020,41(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

尋址計數(shù)器仿真結(jié)果

使用綜合工具DesignComplier對尋址計數(shù)器的RTL級設(shè)計進(jìn)行分析計算，得到電路如圖2所示，由于篇幅限制，僅展示一個三位尋址計數(shù)器的電路圖。圖中的三條粗線分別代表計數(shù)器的每一位信號，從圖中可以看出，計數(shù)器的第零位僅由時鐘的狀態(tài)控制；計數(shù)器的第一位由時鐘狀態(tài)和計數(shù)器第零位的狀態(tài)控制；計數(shù)器的第二位由時鐘狀態(tài)和計數(shù)器前兩位的狀態(tài)控制，電路符合在RTL級對計數(shù)器遞變條件的描述。2 基于格雷碼尋址計數(shù)器的任意開窗和反轉(zhuǎn)讀出的設(shè)計

尋址計數(shù)器在其中的應(yīng)用流程如圖4所示。焦平面陣列的行和列各有一個格雷碼尋址計數(shù)器來分別進(jìn)行行尋址和列尋址。首先按照讀進(jìn)來的讀出順序控制字，判斷是否需要反轉(zhuǎn)。如果需要反轉(zhuǎn)，則將終止地址作為計數(shù)的初始值，計數(shù)器工作在減法器模式，不斷遞減直至計數(shù)到起始地址結(jié)束。如果不需要反轉(zhuǎn)，則將起始地址作為計數(shù)的起始值，計數(shù)器工作在加法器模式，不斷遞增直至計數(shù)到終止地址結(jié)束。圖4 尋址計數(shù)器應(yīng)用的流程圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]1024×1024 AlGaN紫外焦平面讀出電路的超低功耗設(shè)計（英文）[J]. 謝晶,李曉娟,張燕,李向陽.  紅外與激光工程. 2020(05)
[2]一種大面陣紅外焦平面陣列讀出電路的設(shè)計方法[J]. 李淑萍,付凱,王燕,朱宇,黃寓洋.  電子器件. 2018(06)
[3]格雷碼在焦平面CMOS讀出電路中的應(yīng)用[J]. 祝曉笑,劉昌舉,蔣永富.  半導(dǎo)體光電. 2009(04)

碩士論文
[1]低噪聲紅外焦平面陣列讀出電路的研究[D]. 李亮.吉林大學(xué) 2018
[2]640×512低功耗紅外焦平面陣列讀出電路設(shè)計[D]. 王輔強(qiáng).東南大學(xué) 2018
[3]256×320陣列多功能紅外讀出電路的設(shè)計[D]. 劉琦.南京郵電大學(xué) 2016



本文編號：3486068