[发明专利]一种宏单元、二进制码到温度计码的译码方法及译码电路

说明书

技术领域

本发明涉及数字模拟转换器中二进制码到温度计码的译码方法技术领域，特别涉及一种宏单元、二进制码到温度计码的译码方法及译码电路。

背景技术

DAC是一种将数字信号转换为以电流、电压或者电荷的形式存在的模拟信号的设备。在很多数字系统中，信号以数字方式存储和传输，数字模拟转换器可以将这种数字信号转换为模拟信号，从而使它们能够被外界识别。在显示技术中，DAC负责将输入的数字信号转换成显示器能够识别的模拟信号。

现有技术中，DAC设计中常用的结构包括电压型、电荷型和电流型三种。电流型DAC由于具有速度快，精度高且对寄生参数不敏感等优点而被广泛地应用。电流型DAC又分为二进制加权型DAC、温度计码型DAC和分段式DAC。其中，分段式DAC由于结合了二进制加权型DAC结构简单、面积小和温度计码型DAC单调性好、误差小的优点，是一种最常用的DAC结构。分段式DAC是将X位的输入数字信号分成m+n位，其中，m为温度计码型，n位为二进制加权型，为了保证性能，温度计码型为高m位，二进制码为低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位采用温度计码型结构，低6位采用二进制加权型结构。因此，高8位的温度计码型结构中需要相应的将输入的二进制码转换成对应的温度计码的译码电路。

现有技术中，二进制码到温度计码的译码电路包括二输入的或非门1、二输入的与非门2和反相器，如附图1所示为2-to-3译码单元。然后，通过迭代的方法，借助（k-1）-to-（2^k-1-1）二进制码到温度计码的译码电路能够实现（k）-to-（2^k-1）二进制码到温度计码的译码电路，如附图2所示。附图3为借助如图1所示的2-to-3译码单元3实现3-to-7二进制码到温度计码的译码电路4的示意图，其中，该2-to-3译码单元3的输出为S₁’、S₂’和S₃’，该3-to-7二进制码到温度计码的译码电路4的输出为S₁、S₂、…、S₇，该3-to-7二进制码到温度计码的译码真值如表1所示，其中，输出为“0”的译码输出为有效输出。

表13-to-7二进制码到温度计译码真值表

采用这种方式实现的二进制码到温度计码的译码电路存在以下问题：

1）应用该二进制码到温度计码的译码电路实现的译码方法中，数字信号从输入译码电路到最后的译码输出所经过的门数即逻辑深度较大，例如，（k）-to-（2^k-1）二进制码到温度计码的译码的逻辑深度为k-1。

2）应用该二进制码到温度计码的译码电路实现的译码方法中，当k较大（如k=8）时，要求权重低的数字信号逻辑深度大于权重高的数字信号的逻辑深度，因此，为了匹配各个信号之间的延时，权重高的数字信号就需要加入相应的虚假译码单元。

3）该译码电路随着k的增大，在版图布局布线时，会越来越复杂，以至于到达一种难以想象的程度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种逻辑深度小的宏单元及借助其实现的逻辑深度小、无需匹配延时路径的译码方法，以及在版图布局时布局简单的译码电路。

本发明提供的宏单元包括一个二输入的或门和一个二输入的与门，所述二输入的或门的一个输入端口用于接收次决定输入信号，所述二输入的或门的另一个输入端口用于接收低位译码，所述二输入的与门的一个输入端口用于接收主决定输入信号，所述二输入的与门的另一个输入端口连接于所述二输入的或门的输出端，所述译码由所述二输入的与门的输出端输出0为有效输出的输出；或者，

所述二输入的与门的一个输入端口用于接收次决定输入信号，所述二输入的与门的另一个输入端口用于接收低位译码，所述二输入的或门的一个输入端口用于接收主决定输入信号，所述二输入的或门的另一个输入端口连接于所述二输入的与门的输出端，所述译码由所述二输入的或门的输出端输出1为有效输出的输出。

本发明提供的二进制码到温度计码的译码方法包括以下步骤：

步骤1：将n位数字信号划分为基数为2的二进制码；

步骤2：将得到的基数为2的二进制码输入到2-to-3译码单元译成温度计码；

步骤3：将得到的温度计码连续组合到所述宏单元的阵列，得到n-to-2ⁿ-1的译码。