[发明专利]一种感算一体的激光雷达探测芯片

权利要求书

1.一种感算一体的激光雷达探测芯片，其特征在于，包括依次连接的检测前端、像素阵列，以及模数转换和读出电路，所述像素阵列包括多列像素、对应于每一列的第一总线和第二总线，以及对应于每一列的第一差分计算电容和第二差分计算电容，所述第一总线连接所述第一差分计算电容，所述第二总线连接所述第二差分计算电容，且相邻列的第一总线之间分别连接有一个第一传输门开关，相邻列的第二总线之间分别连接有一个第二传输门开关，所述像素阵列中的像素中包括像素内探测电路和像素内乘法电路，所述像素内乘法电路连接像素内探测电路以及对应的第一总线和第二总线。

2.根据权利要求1所述的一种感算一体的激光雷达探测芯片，其特征在于，所述像素内探测电路包括：

盖革雪崩探测器和猝灭电路，接收到光脉冲后，转换为短时电压脉冲；

脉冲调制信号数字电路，将所述短时电压脉冲转换为脉冲宽度调制信号。

3.根据权利要求1所述的一种感算一体的激光雷达探测芯片，其特征在于，所述像素内乘法电路包括权重选择器、第一D触发器、第一门控信号生成器、第二门控信号生成器、第三门控信号生成器、第一电流源组和第二电流源组，所述一电流源组中的电流源均连接至第一总线，所述第二电流源组中的电流源均连接至第二总线，且所有电流源与总线之间均设有门控开关模块，所述权重选择器的一个输入端连接至同列上一行像素的像素内乘法电路的第一D触发器的第二输出端，另一个输入端连接至前一列同行像素的像素内乘法电路的第一D触发器的第一输出端，输出端分别连接至第一D触发器的输入端、第一门控信号生成器的一个输入端、第二门控信号生成器的输入端和第三门控信号生成器的输出端，所述第一门控信号生成器的另一个输入端连接至对应像素内探测电路的输出端，输出端连接至所有门控开关模块，所述第二门控信号生成器的输出端均连接至对应于第一电流源组的门控开关模块，所述第三门控信号生成器的输出端均连接至对应于第二电流源组的门控开关模块。

4.根据权利要求3所述的一种感算一体的激光雷达探测芯片，其特征在于，所述权重选择器的输出的权重为二进制序列，包括1位符号位和多位非符号位；

所述第一门控信号生成器被配置为对所有非符号位带位求和，并基于求和结果生成第一门控信号；

所述第二门控信号生成器被配置读取符号位，并基于符号位生成第二门控信号；

所述第三门控信号生成器被配置为对符号位取反，并基于符号位取反结果生成第三门控信号，且第二门控信号和第三门控信号反相。

5.根据权利要求4所述的一种感算一体的激光雷达探测芯片，其特征在于，所述第一门控信号生成器为与门电路。

6.根据权利要求3所述的一种感算一体的激光雷达探测芯片，其特征在于，所述门控开关模块包括两个门控开关，其中一个门控开关连接至第一门控信号生成器，对应于第一电流源组中电流源的另一个门控开关连接至第二门控开关生成器，对应于第二电流源组中电流源的另一个门控开关连接至第三门控信号生成器。

7.根据权利要求4所述的一种感算一体的激光雷达探测芯片，其特征在于，所述第一电流源组和第二电流源组均均设有7个电流源，所述权重的非符号位共设有3位。

8.根据权利要求1所述的一种感算一体的激光雷达探测芯片，其特征在于，所述检测前端包括激光器。

9.根据权利要求3所述的一种感算一体的激光雷达探测芯片，其特征在于，所述模数转换和读出电路包括模数转换器、读出选择器和第二D触发器，所述模数转换器的输入端连接至差分计算电容，输出端连接至读出选择器，所述读出选择器连接第二D触发器。

10.根据权利要求3所述的一种感算一体的激光雷达探测芯片，其特征在于，所述模数转换器为8位逐次逼近型模数转换器。