[发明专利]一种集成电路信号时间信息的测量电路及方法

说明书

本发明公开了一种集成电路信号时间信息的测量电路及方法，电路中待测信号输入每个D触发器的D端和计数器，时钟信号输入每个D触发器的CK端和计数器，其中，待测信号同时输入每个D触发器的D端和计数器，时钟信号到达每个D触发器的CK端的时间依次增加Tclk/N，或时钟信号同时输入每个D触发器的CK端和计数器，待测信号到达每个D触发器的D端的时间依次增加Tclk/N，在跳变时刻所处时钟信号周期的末端时刻，对每个D触发器的输出Q端进行快照捕捉后，计算得到待测信号的信号转变过程长度。本发明对信号到达时间或脉宽进行更高精度的测量，且电路结构简单，易于在通用集成电路制造工艺上实现。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种集成电路信号时间信息的测量电路及方法。

背景技术

在集成电路中，有时候需要精确测量信号的时间信息，例如到达时间信息或信号脉冲宽度信息。一般的做法是通过计数器进行计数，用计数结果评价信号到达时间或持续脉宽。为了提高精度，一般的做法是通过提高时钟频率，从而使计数的精度增加。

但是，集成电路因为受限于工艺实现的原因，无法无限提高计数时钟频率，因此计时精度也就无法继续提高。

但是在某些特殊应用条件下，单纯依靠普通的数字电路计数器进行计数，难以达到所需的计时精度，例如，在测距应用中，有时候需要测量无线电信号在空中飞行的时间，此时，因为测距距离等于光速和时间的乘积，因此，计时精度稍有误差，就会导致测距结果产生很大误差。

发明内容

为了克服上述问题，本发明可以对信号到达时间或脉宽测量进行更高精度的测量，而且电路结构简单，易于在普通的集成电路制造工艺上实现。

采用如下的技术方案：

一种集成电路信号时间信息的测量电路，包括N个D触发器和一个计数器，

其中，

待测信号输入每个D触发器的D端和计数器，时钟信号输入每个D触发器的CK端和计数器，其中，

待测信号同时输入每个D触发器的D端和计数器，时钟信号到达每个D触发器的CK端的时间依次增加Tclk/N，

或时钟信号同时输入每个D触发器的CK端和计数器，待测信号到达每个D触发器的D端的时间依次增加Tclk/N，

其中，Tclk为时钟信号的周期，

在跳变时刻所处时钟信号周期的末端时刻，对每个D触发器的输出Q端进行快照捕捉后，计算得到待测信号的信号转变过程长度。

优选地，当待测信号同时输入每个D触发器的D端和计数器，时钟信号到达每个D触发器的CK端的时间依次增加Tclk/N时，设待测信号在第Ca-1个时钟中间某个位置第一次跳变，在第Cm+1个时钟中间某个位置第二次跳变，令第Ca-1个时钟的末端时刻为T1，第Cm+1个时钟的末端时刻为T2，第一次跳变的时刻到T1之间的时长记为P0，第Ca个时钟起点至第Cm个时钟末端的时长记为P1，第Cm个时钟末端时刻至第二次跳变之间的时长记为P2，第二次跳变至T2之间的时长记为P3，待测信号的信号转变过程长度记为Ts，则Ts＝P0+P1+P2，其中，P1＝[(Cm-Ca)+1]*Tclk；

P0＝[(！Q1@T1+！Q2@T1+！Q3@T1+...！QN-1@T1+！QN@T1)/N]*Tclk；

其中，！表示取反，Q1表示第一个D触发器的Q端输出，@T1表示在T1时刻进行快照捕捉，以此类推；

P2＝Tclk-P3＝Tclk-[(Q1@T2+Q2@T2+Q3@T2+...QN-1@T2+QN@T2)/N]*Tclk；

则，